2CX Fysicochemie - deel 1

Uit Diana's examenwiki

januari 2012

vraag 1: leid de gemiddelde kinetische energie en middelbare snelheid af voor een ideaal gas hierbij was uw kinetische energie gegeven en nog twee andere bijhorende formules


vraag 2: leid de entropie af voor temperatuur en druk. hierbij was je formule dH = tdS +vdP gegeven dacht ik

vraag 3: Geef de dampsamenstellingscurve van een positieve en negative uitwijking van raoul

Geef de dampsamenstelling van twee niet mengbare vloeistoffen en de temperatuur. ook moesten we de afleiding van stoomdestillatie geven

oefeningen q w dh du dg en df reversibel en isotherm berekenen en isotherm en bij constante druk van 1atm


Januari 2011

Vraag 1 (Schriftelijk)

  • Vanderwaals vergelijking uitleggen vertrekkende van de ideale gaswet
  • Z(samendrukbaarheidscoëfficiënt) uitleggen aan de hand van een grafiek (Z ifv P) voor ideale en reële gassen (enkel uitleg geen afleiding)

Vraag 2(Mondeling)

  • adiabatisch proces uitleggen aan de hand van 2de wet van thermodynamica zowel reversibel als niet reversibel

Vraag 3 (Mondeling)

  • Uitleggen wat een colligatieve eigenschap is. Vaste stof in een oplossing =>kookpuntsverhoging afleiden + uitleggen

Oefeningen

  • Oefening op vrijheidsgraden. (Molaire warmtecapaciteit bij constante druk bepalen voor zowel een lineair als een niet-lineair triatomisch gas.)
  • Oefening waar zowel: q, w dH, dG, dU als dF moet worden berekend voor een Isotherme reversibele expansie en voor een expansie onder een constante uitwendige druk van een ideaal gas. De expansie ging van 1 atm naar 3 atm bij een temperatuur van 50°C. Er was 2 mol gas aanwezig.



Januari 2015

Lector: Kinnaes

Examen 1

Theorievragen:

1. Formule voor cms en Ek afleiden en interpreteren

2. Formule voor entropie i.f.v. T en P afleiden en interpreteren

3. Een vraag rond stoomdestillatie


Oefeningen:

1. q, w, dU, dH, dF en dG bepalen, zowel reversibel als irreversibel (enkel temperatuur, drukverandering en uitwendige druk (bij irreversibel) gegeven)

2. Zeggen of een proces spontaan was of niet (vormingsenthalpie en entropie RG en RP gegeven)


Examen 2

Theorievragen:

1. a) Van der Waals vergelijking afleiden en uitleggen wat de constanten betekenen.

b) Het verloop van Z i.f.v. uitzetten in een grafiek en uitleggen met woorden (niet afleiden)

2. Leg adiabatische expansie uit voor zowel een reversibel als een irreversibel proces

3. a) Teken het dampdruksamenstellingsdiagram en het vloeistofsamenstellingsdiagram van een oplossing met een negatieve afwijking t.o.v. Raoult

b) Leg colligatieve eigenschappen uit a.d.h.v. de volgende formules:

  • formule voor dampdrukverlaging
  • formule voor kookpuntsverhoging
  • formule voor osmose


Oefeningen:

1. q, w, dU en dH bepalen

2. Zeggen of een proces spontaan is of niet en zoniet bij welke temperatuur het dan wel spontaan is (vormingsenthalpie en entropie RG en RP gegeven)


Januari 2016

Examen 1

Theorie:

Schriftelijk:

1)

a. afleiding tot (dU/dT)v = cv en (dH/dT)p = cp halen uit de formule voor de warmtecapaciteit, de inwendige energie en enthalpie.
b. Hieruit molaire warmtecapaciteiten afleiden

Mondeling:

2) De differentiaalvergelijking van de vrije Gibbs-energie afleiden en van 1 van de 2 differentialen integreren volgens de ideale gaswet. (er kan er maar 1 geïntegreerd worden)

3)

a. Temperatuur-samenstellingsgrafiek tekenen van een gedeeltelijk mengbare oplossing (+ bijvragen)
b. dampdruk-samenstelling en temperatuur-samenstelling grafiek tekenen van een ideale oplossing.

Oefeningen:

4) dS berekenen in een cyclisch proces

5) proces spontaan of niet (molaire entropiëen, temperatuur en reactie-enthalpie gegeven)

Januari 2017

Examen 1

Theorie:

1) Formule voor cms en Ek afleiden en interpreteren, gegeven is: ek = mc²/2 en c(ms) = vierkantswortel(c²)

2) De entropie afleiden in functie van P en T, gegeven is: dH = TdS + VdP.

3) Vraag uit 2.19, geef de temperatuur-samenstellingsdiagramma en dampdruk-samenstellingsdiagramma van:

   a. niet ideale oplossing die een positieve afwijking heeft tov. Raoult
   b. een niet-mengbaar mengsel en hieruit stoomdestillatie uitleggen

Oefeningen:

1) q, w, U, F, G, H van zowel reversibel en irreversibel bepalen, drukverandering en uitwendige druk (bij irreversibel) is gegeven en T = cst

2) Reactie is gegeven met entropie van elke stof, enthalpie van de stoffen en temperatuur. Berekenen of reactie spontaan is of niet. Zo niet spontaan, uitrekenen welke temperatuur nodig is om de reactie spontaan te laten verlopen.


Augustus 2017

Schriftelijk

1) Formule voor cms en Ek afleiden en interpreteren, gegeven is: ek = mc²/2 en c(ms) = sqrt(c²)

Mondeling

2) De dS afleiden in functie van P en T, gegeven is: dH = TdS + VdP. interpreteren: wat als P en T stijgen/dalen

3) Geef dampdruk-samenstellingsdiagramma en overeenkomstig temperatuurs-samenstellingsdiagramma van:

   a. niet ideale oplossing die een positieve afwijking heeft tov. Raoult
   b. een niet-mengbaar mengsel en hieruit stoomdestillatie uitleggen

Oefeningen:

1) q, w, U,G, H bepalen

2) Reactie is gegeven met entropie van elke stof, enthalpie van de stoffen en temperatuur. Berekenen of reactie spontaan is of niet. Zo niet spontaan, uitrekenen welke temperatuur nodig is om de reactie spontaan te laten verlopen.


Augustus 2018

Schriftelijk

a) Geef de verhouding van Cv en Cp (molaire). Beging met de basis formule voor warmtecapaciteit en maak gebruik van de eerste hoofdwet van de thermodynamica.

b) Teken de grafiek van het volume in functie van de druk. duidt hier op aan Andrews isotherme, kritische isotherme, Boyle isotherme en kritischpunt. geef ook de fase toestanden (gas of vloeistof) op de grafiek.

Mondeling

1) Leid de verandering van de Gibbs-vrije energie af met druk (P) en temperatuur (T). Maak gebruik van de verhouding tussen de entropie (S) en uitwendige energie (U). Gebruik ook de eerste (dU = w + q) en tweede (dS = q/T) wet van de thermodynamica.

2) b. Geef de temperatuur-samenstellingsgrafiek van twee semi-mengbare stoffen met een boven kritischpunt. (worden vragen gesteld)

a. Geef de dampdruk-samenstellingsgrafiek van twee ideaal mengbare stoffen. Geef ook de bijhorende temperatuur-samenstellingsgrafiek.

Oefeningen

1) Bereken de ΔSsyst, ΔSomg en ΔSuni voor verschillende systemen (isotherm reversibel, isotherm irreversibel, adiabatisch reversibel en adiabatisch irreversibel)

2) Bereken van een reactie of ze spontaan is of niet. Indien niet spontaan berekenen bij welke temperatuur wel.

Januari 2019

Schriftelijk

1) Geef de afleiding voor Cv=dU/dT en Cp=dH/dT. Maak gebruik van de formule voor warmtecapaciteit, de 1e hoofdwet van thermodynamica en de relatie tussen inwendige energie en enthalpie.


Mondeling

1) Leid de verandering van de Gibbs-vrije energie af met druk (P) en temperatuur (T). Maak gebruik van de verhouding tussen de entropie (S) en uitwendige energie (U). Gebruik ook de eerste (dU = q + w) en tweede (dS = qrev/T) wet van de thermodynamica.


2)a. Geef de dampdruk-samenstellingsgrafiek van twee ideaal mengbare stoffen. Geef ook de bijhorende temperatuur-samenstellingsgrafiek. Wat weet je over intermoleculaire krachten, dHmeng en dVmeng?


b. Leg colligatieve eigenschappen uit a.d.h.v. de volgende formules + toon aan dat dit effectief colligatieve eigenschappen zijn + waarvan zijn deze (on)afhankelijk (3 zaken):

formule voor dampdrukverlaging

formule voor kookpuntsverhoging (beide vormen van de afleiding kennen, want je moet ze helemaal uitleggen!)

(het diagram tekenen is een meerwaarde voor het antwoord!)


Oefeningen


1) Gegeven: 5,0 mol van een ideaal diatomisch gas bevindt zich initieel bij 2,0 atm en 400K en wordt aan volgend cyclisch proces onderworpen:

A) isotherme samendrukking tot 3,0 atm.

B) isobare temperatuurstijging tot 600K.

C) willekeurige terugkeer naar de begintoestand.

Gevraagd: bereken dS voor elke stap.


2) Gegeven: Endotherme ontbinding van koper(II)oxide tot koper(I)oxide bij 25°C en 1atm:

    4CuO -> 2Cu2O + O2

dH

    Reactie = 143,7 kJ/mol (!kilo!Joule)

dS:

    CuO = 43,0 J/K.mol
    CuO = 100,8 J/K.mol
    O2 = 205,0 J/K.mol

Gevraagd: Gaat de reactie bij gegeven omstandigheden spontaan op? Indien niet, bereken de temperatuur waarbij dit wel spontaan verloopt.