அத்தியாயம் 6 வெப்ப இயக்கவியல்
பயிற்சி
6.1 சரியான விடையைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.
ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் நிலை சார்பு என்பது
(i) வெப்ப மாற்றங்களைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படும்
(ii) அதன் மதிப்பு பாதையைச் சாராதது
(iii) அழுத்தம்-கனஅளவு வேலையைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படும்
(iv) அதன் மதிப்பு வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது.
Show Answer
விடை
ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் நிலை சார்பு என்பது அதன் மதிப்பு பாதையைச் சாராத ஒரு அளவு ஆகும்.
$p, V, T$ போன்ற சார்புகள் ஒரு அமைப்பின் நிலையை மட்டுமே சார்ந்திருக்கும், பாதையைச் சார்ந்திருக்காது.
எனவே, மாற்று (ii) சரியானது.
6.2 மேற்கொள்ளப்படும் செயல்முறை அடியாபாட்டிக் நிபந்தனைகளின் கீழ் நிகழ்வதற்கு, சரியான நிபந்தனை:
(i) $\Delta T=0$
(ii) $\Delta p=0$
(iii) $q=0$
(iv) $\mathrm{w}=0$
Show Answer
விடை
ஒரு அமைப்பு அடியாபாட்டிக் நிபந்தனைகளின் கீழ் உள்ளது என்று கூறப்படும் போது, அமைப்புக்கும் அதன் சூழலுக்கும் இடையே எந்த வெப்பப் பரிமாற்றமும் இல்லை. எனவே, அடியாபாட்டிக் நிபந்தனைகளின் கீழ், $q=0$.
எனவே, மாற்று (iii) சரியானது.
6.3 தமது திட்ட நிலைகளில் உள்ள அனைத்து தனிமங்களின் என்தால்பிகள்:
(i) ஒன்று
(ii) பூஜ்யம்
(iii) $<0$
(iv) ஒவ்வொரு தனிமத்திற்கும் வெவ்வேறு
Show Answer
விடை
திட்ட நிலையில் உள்ள அனைத்து தனிமங்களின் என்தால்பி பூஜ்யமாகும்.
எனவே, மாற்று (ii) சரியானது.
6.4 மீத்தேனின் எரிதல் $\Delta U^{\ominus}$ $-\mathrm{X}\ \mathrm{kJ} \ \mathrm{mol}^{-1}$ ஆகும். $\Delta H^{\ominus}$ இன் மதிப்பு
(i) $=\Delta U^{\ominus}$
(ii) $>\Delta U^{\ominus}$
(iii) $<\Delta U^{\ominus}$
(iv) $=0$
Show Answer
விடை
$ \Delta H^{\ominus} = \Delta U^{\ominus} + \Delta n_gRT \text{ and } \Delta U^{\ominus} = -X\ kJ \ mol^{-1} $ என்பதால்
$\Delta H^{\ominus}=(-X)+\Delta n_g R T$.
மீத்தேனின் எரிதலுக்கு:
$CH_4(g) + 2O_2(g)\rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(l)$
$\Delta n_g = n_p - n_r$
$= 1-(2+1)= -2$
$\therefore \Delta H^{\ominus}= -X - 2RT$
$\Rightarrow \Delta H^{\ominus}<\Delta U^{\ominus}$
எனவே, மாற்று (iii) சரியானது.
6.5 மீத்தேன், கிராஃபைட் மற்றும் டைஹைட்ரஜனின் $298 \mathrm{~K}$ வெப்பநிலையில் உள்ள எரிதல் என்தால்பிகள் முறையே $-890.3 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}-393.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$, மற்றும் $-285.8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ ஆகும். $\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g})$ இன் உருவாதல் என்தால்பி
(i) $-74.8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
(ii) $-52.27 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
(iii) $+74.8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
(iv) $+52.26 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ ஆக இருக்கும்.
Show Answer
விடை
கேள்வியின்படி, (i) $\quad CH_4 {(g)}+2 O_2 {(g)} \longrightarrow CO_2 {(g)}+2 H_2 O {(g)}$
$ \Delta H=-890.3\ kJ \ mol^{-1} $
(ii) $C {(s)}+O_2 {(g)} \longrightarrow CO_2 {(g)}$
$ \Delta H=-393.5\ kJ \ mol^{-1} $
(iii) $2 H_2 {(g)}+O_2 {(g)} \longrightarrow 2 H_2 O {(g)}$
$ \Delta H=-285.8\ kJ \ mol^{-1} $
எனவே, விரும்பப்படும் சமன்பாடு $CH_4$ (g) இன் உருவாதலைக் குறிக்கும் சமன்பாடு ஆகும். அதாவது,
$C {(s)}+2 H_2 {(g)} \longrightarrow CH_4 {(g)}$
$\Delta_f H _{CH_4}=\Delta_c H_C+2 \Delta_c H _{H_2}-\Delta_c H _{CH_4}$
$=[-393.5+2(-285.8)-(-890.3)]\ kJ \ mol^{-1}$
$=-74.8\ kJ \ mol^{-1}$
$\therefore$ $CH _4 {(g)}=- 74.8\ kJ\ mol^{-1}$ இன் உருவாதல் என்தால்பி
எனவே, மாற்று (i) சரியானது.
6.6 ஒரு வினை, $\mathrm{A}+\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}+\mathrm{D}+\mathrm{q}$, நேர்மறை என்ட்ரோபி மாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது எனக் கண்டறியப்பட்டது. இந்த வினை
(i) உயர் வெப்பநிலையில் சாத்தியமாகும்
(ii) குறைந்த வெப்பநிலையில் மட்டுமே சாத்தியமாகும்
(iii) எந்த வெப்பநிலையிலும் சாத்தியமில்லை
(iv) எந்த வெப்பநிலையிலும் சாத்தியமாகும்
Show Answer
விடை
ஒரு வினை தன்னிச்சையாக நிகழ்வதற்கு, $\Delta G$ எதிர்மறையாக இருக்க வேண்டும்.
$\Delta G=\Delta H-T \Delta S$
கேள்வியின்படி, கொடுக்கப்பட்ட வினைக்கு,
$\Delta S=$ நேர்மறை
$\Delta H=$ எதிர்மறை (வெப்பம் வெளியிடப்படுவதால்)
$\Rightarrow \Delta G=$ எதிர்மறை
எனவே, இந்த வினை எந்த வெப்பநிலையிலும் தன்னிச்சையாக நிகழும்.
எனவே, மாற்று (iv) சரியானது.
6.7 ஒரு செயல்முறையில், ஒரு அமைப்பால் $701 \mathrm{~J}$ வெப்பம் உறிஞ்சப்படுகிறது மற்றும் அமைப்பால் $394 \mathrm{~J}$ வேலை செய்யப்படுகிறது. இந்த செயல்முறைக்கான அகஆற்றல் மாற்றம் என்ன?
Show Answer
விடை
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின்படி,
$\Delta U=q+w \quad…(i)$
இங்கு,
$\Delta U=$ ஒரு செயல்முறைக்கான அகஆற்றல் மாற்றம்
$q=$ வெப்பம்
$w=$ வேலை
கொடுக்கப்பட்டுள்ளது,
$q=+701\ J$ (வெப்பம் உறிஞ்சப்படுவதால்)
w= $-394\ J$ (அமைப்பால் வேலை செய்யப்படுவதால்)
(i) என்ற கோவையில் மதிப்புகளைப் பிரதியிட,
$\Delta U=701\ J+(-394\ J)$
$\Delta U=307\ J$
எனவே, கொடுக்கப்பட்ட செயல்முறைக்கான அகஆற்றல் மாற்றம் $307 J$ ஆகும்.
6.8 சயனமைடு, $\mathrm{NH_2} \mathrm{CN}$ (s), உடன் டைஆக்சிஜனின் வினை ஒரு குண்டு கலோரிமீட்டரில் மேற்கொள்ளப்பட்டது, மேலும் $\Delta U$ $-742.7 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ ஆக $298 \mathrm{~K}$ வெப்பநிலையில் கண்டறியப்பட்டது. $298 \mathrm{~K}$ வெப்பநிலையில் இந்த வினைக்கான என்தால்பி மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
$\mathrm{NH_2} \mathrm{CN}(\mathrm{s})+\dfrac{3}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})$
Show Answer
விடை
ஒரு வினைக்கான என்தால்பி மாற்றம் $(\Delta H)$ பின்வரும் கோவையால் தரப்படுகிறது,
$\Delta H=\Delta U+\Delta n_g R T$
இங்கு,
$\Delta U=$ அகஆற்றல் மாற்றம்
$\Delta n_g=$ வாயு மோல்களின் எண்ணிக்கை மாற்றம்
கொடுக்கப்பட்ட வினைக்கு,
$\Delta n_g=\sum n_g$ (விளைபொருள்கள்) - $\sum n_g$ (வினைபடுபொருள்கள்)
=(2 - 1.5) மோல்கள்
$\Delta n_g=0.5$ மோல்கள்
மேலும்,
$\Delta U=-742.7\ kJ \ mol^{-1}$
$T=298 K$
$R=8.314 \times 10^{-3}\ kJ \ mol^{-1} K^{-1}$
$\Delta H$ இன் கோவையில் மதிப்புகளைப் பிரதியிட:
$\Delta H=(-742.7\ kJ \ mol^{-1})+(0.5\ mol)(298\ K)(8.314 \times 10^{-3}\ kJ \ mol^{-1} K^{-1})$
$=-742.7+1.2$
$\Delta H=-741.5\ kJ \ mol^{-1}$
6.9 $\mathrm{kJ}$ அலுமினியத்தின் வெப்பநிலையை $60.0 \mathrm{~g}$ இலிருந்து $35^{\circ} \mathrm{C}$ ஆக உயர்த்தத் தேவையான வெப்பத்தின் $55^{\circ} \mathrm{C}$ எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடுக. $\mathrm{Al}$ இன் மோலார் வெப்ப ஏற்புத்திறன் $24 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$ ஆகும்.
Show Answer
விடை
வெப்பத்தின் $(q)$ கோவையிலிருந்து,
$q=n . C_m . \Delta T$
இங்கு,
$C_m=$ மோலார் வெப்ப ஏற்புத்திறன்
$n=$ மோல்களின் எண்ணிக்கை
$\Delta T=$ வெப்பநிலை மாற்றம்
$q$ இன் கோவையில் மதிப்புகளைப் பிரதியிட:
$q=(\dfrac{60}{27} mol)(24\ J\ mol^{-1} K^{-1})(20\ K)$
$q=1066.7\ J$
$q=1.07\ kJ$
6.10 $1.0 \mathrm{~mol}$ நீரை $10.0^{\circ} \mathrm{C}$ இலிருந்து $-10.0^{\circ} \mathrm{C}$ உறைபனிக்கு உறைய வைக்கும் போது ஏற்படும் என்தால்பி மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக. $\Delta_{\text {fus }} H=6.03 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ $0^{\circ} \mathrm{C}$ வெப்பநிலையில்.
$$ \begin{aligned} & C_p\left[\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l})\right]=75.3 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \\ & C_p\left[\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{s})\right]=36.8 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \end{aligned} $$
Show Answer
விடை
இந்த மாற்றத்தில் ஈடுபடும் மொத்த என்தால்பி மாற்றம் பின்வரும் மாற்றங்களின் கூட்டுத்தொகையாகும்: (அ) $1\ mol$ நீரை $10^{\circ} C$ இலிருந்து $1 mol$ நீராக $0^{\circ} C$ வெப்பநிலைக்கு மாற்றுவதில் ஈடுபடும் ஆற்றல் மாற்றம்.
(ஆ) $1\ mol$ நீரை $0^{\circ}$ இலிருந்து $1 mol$ உறைபனியாக $0^{\circ} C$ வெப்பநிலைக்கு மாற்றுவதில் ஈடுபடும் ஆற்றல் மாற்றம்.
(இ) $1\ mol$ உறைபனியை $0^{\circ} C$ இலிருந்து $1 mol$ உறைபனியாக $-10^{\circ} C$ வெப்பநிலைக்கு மாற்றுவதில் ஈடுபடும் ஆற்றல் மாற்றம்.
மொத்த $\Delta H=C_p[H_2 O(l)] \Delta T+\Delta H _{\text{freezing }}+C_p[H_2 O {(s)}] \Delta T$
=$ (75.3\ J\ mol^{-1}K^{-1})(0-10)K + (-6.03 \times 10^3\ J\ mol^{-1} ) + (36.8\ J\ mol^{-1}K^{-1})(-10-0)K $
$=-7151\ J\ mol^{-1}$
எனவே, இந்த மாற்றத்தில் ஈடுபடும் என்தால்பி மாற்றம் -$7.151\ kJ\ mol^{- 1}$ ஆகும்.
6.11 கார்பனை $\mathrm{CO_2}$ ஆக எரிப்பதன் என்தால்பி $-393.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ ஆகும். கார்பன் மற்றும் டைஆக்சிஜன் வாயுவிலிருந்து $35.2 \mathrm{~g}$ $\mathrm{CO_2}$ உருவாகும்போது வெளியிடப்படும் வெப்பத்தைக் கணக்கிடுக.
Show Answer
விடை
கார்பன் மற்றும் டைஆக்சிஜன் வாயுவிலிருந்து $CO_2$ உருவாதலை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:
$C {(s)}+O_2 {(g)} \longrightarrow CO_2 {(g)} \quad \Delta_f H=-393.5\ kJ \ mol^{-1}$
$(1$ மோல் $=44 g)$
$44\ g\ CO_2=- 393.5\ kJ\ mol^{-1}$ உருவாகும்போது வெளியிடப்படும் வெப்பம்
$\therefore$ $35.2\ g\ CO_2$ உருவாகும்போது வெளியிடப்படும் வெப்பம்
$=\dfrac{-393.5\ kJ \ mol^{-1}}{44 g} \times 35.2 g$
$=- 314.8\ kJ \ mol^{-1}$
6.12 $\mathrm{CO}(\mathrm{g}), \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}), \mathrm{N_2} \mathrm{O}(\mathrm{g})$ மற்றும் $\mathrm{N_2} \mathrm{O_4}(\mathrm{~g})$ இன் உருவாதல் என்தால்பிகள் முறையே $-110,-393,81$ மற்றும் $9.7 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ ஆகும். பின்வரும் வினைக்கான $\Delta_{r} H$ இன் மதிப்பைக் காண்க: $\mathrm{N_2} \mathrm{O_4}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{CO}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{N_2} \mathrm{O}(\mathrm{g})+3 \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})$
Show Answer
விடை
ஒரு வினைக்கான ⟦176⟎ என்பது விளைபொருள்களின் $\Delta_fH$ மதிப்புக்கும் வினைபடுபொருள்களின் $\Delta_f H$ மதிப்புக்கும் உள்ள வித்தியாசமாக வரையறுக்கப்படுகிறது.
$\Delta_r H=\sum \Delta_f H$ (விளைபொருள்கள்) $-\sum \Delta_f H$ (வினைபடுபொருள்கள்)
கொடுக்கப்பட்ட வினைக்கு,
$N_2 O _4 {(g)}+3 CO {(g)} \longrightarrow N_2 O {(g)}+3 CO _{2}{(g)}$
$\Delta_r H=[\Delta_f H(N_2 O)+3 \Delta_f H(CO_2)]-[\Delta_f H(N_2 O_4)+3 \Delta_f H(CO)]$
$\Delta_f H$ இன் மதிப்புகளை $N_2 O, CO_2, N_2 O_4$ மற்றும் $CO$ க்கு கேள்வியிலிருந்து பிரதியிட, நாம் பெறுவது:
$\Delta_r H=[81\ kJ \ mol^{-1}+3(-393)\ kJ \ mol^{-1}]-[9.7\ kJ \ mol^{-1}+3(-110)\ kJ \ mol^{-1}]$
$\Delta_r H=-777.7\ kJ \ mol^{-1}$
எனவே, இந்த வினைக்கான $\Delta_r H$ இன் மதிப்பு $-777.7\ kJ \ mol^{-1}$ ஆகும்.
6.13 கொடுக்கப்பட்டுள்ளது
$\mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \Delta_{r} H^{\ominus}=-92.4 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{NH_3}$ வாயுவின் திட்ட உருவாதல் என்தால்பி என்ன?
Show Answer
விடை
ஒரு சேர்மத்தின் திட்ட உருவாதல் என்தால்பி என்பது, அதன் திட்ட நிலையில் உள்ள அங்கத் தனிமங்களிலிருந்து, திட்ட வடிவத்தில் 1 மோல் பொருள் உருவாகும் போது நிகழும் என்தால்பி மாற்றம் ஆகும்.
$NH_3 {(g)}$ இன் 1 மோலுக்கு கொடுக்கப்பட்ட சமன்பாட்டை மீண்டும் எழுத,
$\dfrac{1}{2} N _2 {(g)}+\dfrac{3}{2} H_2 {(g)} \longrightarrow NH_3 {(g)}$
$\therefore$ $NH_3 {(g)}$ இன் திட்ட உருவாதல் என்தால்பி
$=1 / 2 \Delta_r H^{\theta}$
$=1 / 2(-92.4\ kJ\ mol^{- 1})$
$=- 46.2\ kJ \ mol^{-1}$
6.14 பின்வரும் தரவுகளிலிருந்து $\mathrm{CH_3} \mathrm{OH(l)}$ இன் திட்ட உருவாதல் என்தால்பியைக் கணக்கிடுக:
$\mathrm{CH_3} \mathrm{OH}(\mathrm{l})+\dfrac{3}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) ; \Delta_{r} H^{\ominus}=-726 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{C}$ (கிராஃபைட்) $+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}) ; \Delta_{c} H^{\ominus}=-393 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\dfrac{1}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) ; \Delta_{f} H^{\ominus}=-286 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$.
Show Answer
விடை
$CH_3 OH{(l)}$ உருவாகும் போது நிகழும் வினையை பின்வருமாறு எழுதலாம்:
$C {(s)}+2 H_2 O {(g)}+\dfrac{1}{2} O_2 {(g)} \longrightarrow CH_3 OH _{(l)}\quad …(1)$
வினை (1) ஐ கொடுக்கப்பட்ட வினைகளிலிருந்து இயற்கணிதக் கணக்கீடுகளைப் பின்பற்றி பெறலாம்:
சமன்பாடு (ii) $+2 \times$ சமன்பாடு (iii) - சமன்பாடு (i)
$ \Delta _f H^{\ominus} [CH_3OH _{(l)}] = \Delta _cH^{\ominus} + 2\Delta _fH^{\ominus} [H _2O {(l)}] - \Delta _r H^{\ominus} $
$ = (-393\ kJ\ mol^{-1})+2(-286\ kJ \ mol^{-1})- (-726\ kJ \ mol^{-1}) $
$=(-393 -572+726)\ kJ \ mol^{-1}$
$\therefore \Delta_i H^{\ominus}[CH_3 OH {(l)}]=-239\ kJ\ mol^{-1}$
6.15 பின்வரும் செயல்முறைக்கான என்தால்பி மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக
$\mathrm{CCl_4}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{C}(\mathrm{g})+4 \mathrm{Cl}(\mathrm{g})$
மற்றும் $\mathrm{C}-\mathrm{Cl}$ இல் உள்ள $\mathrm{CCl_4}(\mathrm{~g})$ பிணைப்பு என்தால்பியைக் கணக்கிடுக.
$\Delta_{\text {vap }} H^{\ominus}\left(\mathrm{CCl_4}\right)=30.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$.
$\Delta_{f} H^{\ominus}\left(\mathrm{CCl_4}\right)=-135.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$.
$\Delta_{a} H^{\ominus}(\mathrm{C})=715.0 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$, இங்கு $\Delta_{a} H^{\ominus}$ என்பது அணுவாதல் என்தால்பி
$\Delta_{a} H^{\ominus}\left(\mathrm{Cl_2}\right)=242 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
Show Answer
விடை
கொடுக்கப்பட்ட என்தால்பி மதிப்புகளைக் குறிக்கும் வேதிச் சமன்பாடுகள்:
(i) $CCl_4 {(l)} \longrightarrow CCl_4 {(g)}\ \Delta _{vap} H^{ \ominus }=30.5\ kJ\ mol^{-1 }$
(ii) $C {(s)} \longrightarrow C {(g)}\ \Delta _a H^{ \ominus }=715.0\ kJ \ mol^{-1}$
(iii) $Cl _2 {(g)} \longrightarrow 2 Cl {(g)}\ \Delta _a H^{ \ominus }=242\ kJ\ mol^{{-1}}$
(iv) $C {(s)}+2 Cl_2 {(g)} \longrightarrow CCl_4 {(l)}\ \Delta_f H=- 135.5\ kJ\ mol^{{-1}}$
கொடுக்கப்பட்ட செயல்முறை $CCl _4 {(g)} \longrightarrow C {(g)}+4 Cl {(g)}$ க்கான என்தால்பி மாற்றத்தை, பின்வரும் இயற்கணிதக் கணக்கீடுகளைப் பயன்படுத்திக் கணக்கிடலாம்:
சமன்பாடு (ii) +2 × சமன்பாடு (iii) -சமன்பாடு (i) - சமன்பாடு (iv)
$\Delta_r H=\Delta _a H^{ \ominus }(C)+2 \Delta _a H^{ \ominus }(Cl_2) - \Delta _{\text{vap }} H^{\ominus} - \Delta_f H$
$\Delta_r H=715.0+(2 \times 242 )- 30.5 -(- 135.5)$
$\therefore \Delta H=1304\ kJ \ mol^{-1}$
$C - Cl$ பிணைப்பின் பிணைப்பு என்தால்பி $CCl _4 {(g)}$ இல்
$=\dfrac{1304}{4}\ kJ \ mol^{-1}$
$=326\ kJ\ mol^{- 1}$
6.16 ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பிற்கு, $\Delta U=0$, எனில் $\Delta S$ என்னவாக இருக்கும்?
Show Answer
விடை
$\Delta S=\dfrac{q_{rev}}{T}=\dfrac{\Delta H}{T}=\dfrac{\Delta U + P \Delta V}{T}$
$\Delta S= \dfrac{P \Delta V}{T}$
$\Delta U=0, \Delta S$ நேர்மறையாக இருப்பதால், வினை தன்னிச்சையாக நிகழும்.
6.17 $298 \mathrm{~K}$ வெப்பநிலையில் உள்ள வினைக்கு,
$2 \mathrm{~A}+\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}$
$\Delta H=400 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ மற்றும் $\Delta S=0.2 \mathrm{~kJ} \mathrm{~K}^{-1} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\Delta H$ மற்றும் $\Delta S$ வெப்பநிலை வீச்சில் மாறாதவை எனக் கருதினால், எந்த வெப்பநிலையில் இந்த வினை தன்னிச்சையாக நிகழும்?
Show Answer
விடை
கோவையிலிருந்து,
$\Delta G=\Delta H- T \Delta S$
வினை சமநிலையில் உள்ளது எனக் கருதினால், வினைக்கான $\Delta T$:
$T=(\Delta H-\Delta G) \dfrac{1}{\Delta S}$
$=\dfrac{\Delta H}{\Delta S} {(\Delta G=0 \text{ at equilibrium })}$
$=\dfrac{400\ kJ \ mol^{-1}}{0.2\ kJ\ K^{-1} mol^{-1}}$
$T=2000 K$
வினை தன்னிச்சையாக நிகழ்வதற்கு, $\Delta G$ எதிர்மறையாக இருக்க வேண்டும். எனவே, கொடுக்கப்பட்ட வினை தன்னிச்சையாக நிகழ்வதற்கு, வெப்பநிலை $2000 K$ ஐ விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.
6.18 வினைக்கு,
$2 \mathrm{Cl}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})$, எனில் $\Delta H$ மற்றும் $\Delta S$ இன் குறிகள் என்ன?
Show Answer
விடை
$\Delta H$ மற்றும் $\Delta S$ எதிர்மறை
கொடுக்கப்பட்ட வினை குளோரின் அணுக்களிலிருந்து குளோரின் மூலக்கூறு உருவாதலைக் குறிக்கிறது. இங்கு, பிணைப்பு உருவாகிறது. எனவே, ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. எனவே, $\Delta H$ எதிர்மறையாகும்.
மேலும், ஒரு மூலக்கூறின் ஒரு மோலுடன் ஒப்பிடுகையில், அணுக்களின் இரண்டு மோல்கள் அதிக ஏற்பாடின்மையைக் கொண்டுள்ளன. தன்னிச்சையான தன்மை குறைவதால், கொடுக்கப்பட்ட வினைக்கு $\Delta S$ எதிர்மறையாகும்.
6.19 வினைக்கு
$2 \mathrm{~A}(\mathrm{~g})+\mathrm{B}(\mathrm{g}) \rightarrow 2 \mathrm{D}(\mathrm{g})$
$\Delta U^{\ominus}=-10.5 \mathrm{~kJ}$ மற்றும் $\Delta S^{\ominus}=-44.1\ \mathrm{J\ K}^{-1}$.
வினைக்கான $\Delta G^{\ominus}$ ஐக் கணக்கிடுக, மேலும் வினை தன்னிச்சையாக நிகழுமா எனக் கணிக்க.
Show Answer
விடை
கொடுக்கப்பட்ட வினைக்கு,
$2 A {(g)}+B {(g)} \to 2 D {(g)}$
$\Delta n_g=2 - 3$
$=-1$ மோல்
$\Delta U^{\ominus}$ இன் மதிப்பை $\Delta H$ இன் கோவையில் பிரதியிட:
$\Delta H^{\ominus}=\Delta U^{\ominus}+\Delta n_g R T$
$=(-10.5\ kJ)+(-1)(8.314 \times 10^{-3}\ kJ\ K^{-1} mol^{-1})(298\ K)$
$=-10.5\ kJ-2.48\ kJ$
$\Delta H^{\ominus}=-12.98\ kJ$
$\Delta H^{\ominus}$, மற்றும் $\Delta S^{\ominus}$ இன் மதிப்புகளை $\Delta G^{\ominus}$ இன் கோவையில் பிரதியிட:
$ \Delta G^{\ominus} = \Delta H^{\ominus} - T \Delta S^{\ominus} $
$=-12.98\ kJ-(298\ K)(-44.1\times 10^{-3}\ J K^{-1})$
$=-12.98\ kJ+13.14\ kJ$
$\Delta G^{\ominus}=+0.16\ kJ$
$\Delta G^{\ominus}$, வினைக்கு நேர்மறையாக இருப்பதால், வினை தன்னிச்சையாக நிகழாது.
6.20 ஒரு வினைக்கான சமநிலை மாறிலி 10 ஆகும். $\Delta G^{\ominus}$ இன் மதிப்பு என்னவாக இருக்கும்? $\mathrm{R}=8.314 \mathrm\ {J\ K}^{-1} \mathrm{~mol}^{-1}, \mathrm{~T}=300 \mathrm{~K}$.
Show Answer
விடை
கோவையிலிருந்து,
$\Delta G^{\ominus}=-2.303 R T \log K _{e q}$
வினைக்கான $\Delta G^{\ominus}$,
$=-(2.303)(8.314\ J\ K^{-1} mol^{-1})(300 K) \log 10$
$=-5744.14\ J\ mol^{-1}$
$=-5.744\ kJ \ mol^{-1}$
6.21 $\mathrm{NO}(\mathrm{g})$ இன் வெப்ப இயக்கவியல் நிலைப்புத்தன்மை குறித்து கருத்து தெரிவிக்கவும், கொடுக்கப்பட்டுள்ளது
$\dfrac{1}{2} \mathrm{~N_2}(\mathrm{~g})+\dfrac{1}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{NO}(\mathrm{g}) ; \quad \Delta_{r} H^{\ominus}=90 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{NO}(\mathrm{g})+\dfrac{1}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{NO_2}(\mathrm{~g}): \Delta_{r} H^{\ominus}=-74 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
Show Answer
விடை
$\Delta_r H$ இன் நேர்மறை மதிப்பு ⟦289⟉ உருவாகும் போது வெப்பம் உறிஞ்சப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. இதன் பொருள் $NO {(g)}$ வினைபடுபொருள்களை ($N_2$ மற்றும் $O_2$) விட அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, ⟦293⟉ நிலையற்றது.
$\Delta_r H$ இன் எதிர்மறை மதிப்பு ⟦295⟉ உருவாகும் போது வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. விளைபொருளான $NO {(g)}$ குறைந்தபட்ச ஆற்றலுடன் நிலைப்புத்தன்மை அடைகிறது.
எனவே, நிலையற்ற ⟦297⟉ நிலையான ⟦298⟉ ஆக மாறுகிறது.
6.22 திட்ட நிபந்தனைகளின் கீழ் ⟦299⟉ ⟦300⟉ உருவாகும் போது சூழலில் ஏற்படும் என்ட்ரோபி மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக. ⟦301⟉.
Show Answer
விடை
⟦302⟉ ⟦303⟉ உருவாகும் போது ⟦304⟉ வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது எனக் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. எனவே, சம அளவு வெப்பம் சூழலால் உறிஞ்சப்படும்.
$1\ mol$
என்ட்ரோபி மாற்றம் $H_2 O (l)$ சூழலுக்கு $q _{\text{surr }}=+286\ kJ\ mol^{- 1}$ $(\Delta S _{\text{surr }})$ $=\dfrac{q _{\text{surr }}}{T}$
BETA
