Chimica Fisica - Soluzioni agli Esercizi AA

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Chimica Fisica - Soluzioni agli Esercizi AA"

Transcript

1 Chimica Fisica - Soluzioni agli Esercizi AA Mirco Zerbetto, Antonino Polimeno Dipartimento di Scienze Chimiche Università degli Studi di Padova

2 2

3 Indice 1 Nozioni di analisi matematica - I principio Derivate parziali e differenziali totali Differenziali I Principio II principio, grandezze standard e relazioni differenziali II Principio Grandezze standard Relazioni differenziali Sostanze pure e soluzioni Sostanze Diagrammi di fase e soluzioni Equilibrio chimico ed elettrochimico - cinetica chimica Equilibrio chimico ed elettrochimico Cinetica chimica

4 4 INDICE

5 Capitolo 1 Nozioni di analisi matematica - I principio 5

6 6 CAPITOLO 1. NOZIONI DI ANALISI MATEMATICA - I PRINCIPIO 1.1 Derivate parziali e differenziali totali Esercizio 1.11 Si usi la regola della catena analoga a quella data nell esercizio 1.5 per le due funzioni U(n, T, V ) ( e p(n, ) T, V ). U nv a Risposta: = p n,t 2na RT V. (V nb) 3 2 Esercizio 1.12 Si usi la regola analoga a quella data nell esercizio 1.5 per le due funzioni U(n, p, V ) e T (n, p, V ( ). ) U Risposta: T p = ( ) U T V + ( ) ( ) U V, da cui... V T T p Esercizio 1.13 Per la CO 2, a = atm L 2 mol 2 e b = L mol 1. Si usino le relazioni trovate nell esercizio 1.8. Risposta: V c = L, T c = K, p c = atm. 1.2 Differenziali Esercizio 1.17 Si usi la definizione data nel Capitolo 1.1. Risposta: 1. dz = e xy (ydx + xdy) 2. dz = (dx + dy)/(x + y) 2 3. dz = dx/x + dy/y 4. dz = (sin y + y cos x)dx + (x cos y + sin x)dy Esercizio 1.18 Risposta: ( ) p 1. = R T V m V m ( ) p 2. = 2a RT V m V m T Vm 3 ( ) ( ) Vm p 1 3. = p V m T 4. Usando la relazione ciclica, T ( ) Vm = T p RV 2 m 2a RT V m Esercizio 1.19 Risposta: ( ) f x(x + 2y) 1. Usando la chain rule (Esercizio 1.5), = g x 2ye (x2 +y 2 ) ( ) f 2. Dalle relazioni dell Esercizio 1.5 e dalla relazione ciclica, x g = 2xy + y 2 2x 2 x 3 /y Esercizio 1.20 Risposta: sono esatti i differenziali 1 e 4.

7 1.2. DIFFERENZIALI 7 Esercizio 1.21 L integrale chiuso va diviso in tre integrali di linea aperti. Da A a B si ha x = 0, da B a C si ha y = 1, mentre da C ad A si ha x = y. Risposta: -3/20.

8 8 CAPITOLO 1. NOZIONI DI ANALISI MATEMATICA - I PRINCIPIO 1.3 I Principio Esercizio 1.36 Si assume che l energia potenziale persa per caduta venga assorbita solo dall acqua. Risposta: C. Esercizio 1.37 Il volume occupato dagli atomi di Ne equivale a quello occupato dagli atomi di Ar. Risposta: x Ne = 0.5, %p/p(ne) = 31%. Esercizio 1.38 Il lavoro infinitesimo fatto su un sistema in una trasformazione isoterma reversibile è δw = pdv. Risposta: 3.8 kj. Esercizio 1.39 La pressione del gas è la somma di quella parziale dell idrogeno + quella parziale dell acqua. Risposta: 19.8 g. Esercizio 1.40 La trasformazione è una isocora (nessun lavoro di volume). Assumendo che si tratti di una trasformazione reversibile, ds = dh/t. Risposta: 7.51 J/ K mol. Esercizio 1.41 Si ricorda che per un gas ideale l energia interna non dipende dalla temperatura. Inoltre, in una trasformazione adiabatica: T V γ 1 = cost. Risposta: lavoro compiuto dal sistema w = 3.6 kj; rendimento η = 63%. Esercizio 1.42 Una combustione è esotermica. Risposta: H = kj/mol. Esercizio 1.43 In una reazione in fase condensata in genere si può trascurare la variazione di volume. Risposta: U = H = kj per mole di benzene. Esercizio 1.44 La variazione di entalpia è l opposto del calore assorbito dall ambiente. Risposta 1: considerando il C p (soluzione) C p (H 2 O) = J/K mol indipendente dalla temperatura, H = 4.4 kj. Risposta 2: dalla tabella presente in Engineering Toolbox, si conosce una dipendenza dalla temperatura del C p dell acqua: T / C C p / J g 1 K Si può integrare δq = mc p dt considerando il C p costante nei 3 intervalli di temperatura (in C): [18-20], [20-25] e [ ], usando, rispettivamente, le capacità termiche a 15 C, 20 C e 25 C. Si ottiene H = 4.4 kj. Il risultato corrisponde a quello sopra perché la differenza è minore della

9 1.3. I PRINCIPIO 9 presisione delle misure (in questo caso di temperatura, che obbligano di esprimere il risultato con solo 2 cifre significative). Esercizio 1.45 Si applica la legge di Hess. Risposta: H = 17 kj/mol. Esercizio 1.46 La reazione che avviene nel calorimetro è F 2 O (g) + 2 OH (aq) 2 F (aq) + H 2 O (l) + O 2(g) Data l elevata capacità termica del calorimetro, si può assumere che tutto il calore sviluppato dalla reazione sia assorbito dal calorimetro, per cui la variazoine di entalpia di questa reazione è H = 1.26 kj. Da questo dato si ricava l entalpia per mole di H 2 O, il cui numero di moli si ottiene dalle informazioni sulla massa date dal testo. Infine, si deve applicare la legge di Hess. Risposta: 541 kj/mol Esercizio 1.47 Si ricorda che a pressione costante dh = C p dt. Inoltre, si assuma che la variazione di volume per la reazione equivalga alla variazione di volume della sola fase gassosa. Le quantità vanno calcolate per mole di H 2. Risposta: r H (298 K) = 6.4 kj/mol, r U (298 K) = 3.9 kj/mol, r H (283 K) = 5.2 kj/mol, r U (283 K) = 2.8 kj/mol. Esercizio 1.48 Suggerimento: si scrivano i differenziali fondamentali delle due grandezze di stato; si esprima poi il differenziale totale ds in funzione di T e V. Si tenga conto infine che il gas è ideale (alcune proprietà sono costanti, l equazione di stato è nota). Si dovrà usare anche una appropriata equazione di Maxwell. Esercizio 1.49 Le due barrette metalliche hanno la stessa superficie e si assume flusso di calore non nullo solo all interfaccia tra i due metalli. Il flusso di calore è φ = kdt/dx dove x è la dimensione in cui si sviluppa la lunghezza delle barrette e k è la conduttività termica da trovare nelle tabelle. All equilibrio i flussi di calore lungo i due metalli devono eguagliarsi. Risposta: 51.8 C. Esercizio 1.50 Si ricordi che l energia interna è funzione di stato e che essa non dipende dalla temperatura per un gas ideale. Risposta: U AB = 43 kj.

10 10 CAPITOLO 1. NOZIONI DI ANALISI MATEMATICA - I PRINCIPIO

11 Capitolo 2 II principio, grandezze standard e relazioni differenziali 11

12 12 CAPITOLO 2. II PRINCIPIO, GRANDEZZE STANDARD E RELAZIONI DIFFERENZIALI 2.1 II Principio Esercizio 2.14 Questo esercizio non ha una soluzione numerica; si ragioni su quali quantità nelle diverse trasformazioni del ciclo di Carnot sono influite e in che modo dal fatto che tali processi sono irreversibili. Esercizio 2.15 Si deve integrare δw = pdv rispettando le condizioni poste dalla trasformazione. Risposta: w isobara = nrt 1, w isoterma = nrt 1 ln 2, w adiabatica = nrt 1 [(T 2 /T 1 1)/(1 γ)], con T 1 la temperatura iniziale. L ultima equazione può essere riscritta come: w adiabatica = nrt 1 [f(1 1/4 f+2 )/2], con f il numero di gradi di libertà del gas. Dato che [f(1 1/4 f+2 )/2] ln 2, allora il massimo lavoro è quello isobaro, mentre il minimo è quello adiabatico. Esercizio 2.16 Per il gas monoatomico ideale è immediato calcolare U date le temperature iniziale e finale. Risposta: per mole di gas, q isobara = 0.42 kj e q isocora = 0.25 kj. Esercizio 2.17 Nell esercizio 2.1 si sono apprese le relazioni tra i calori e i lavori scambiati nelle trasformazioni durante il ciclo. Attenzione ai segni. Risposta: 55 C. Esercizio 2.18 Si assume che il ciclo frigorifero sia un ciclo di Carnot inverso in cui si deve compiere lavoro per asportare calore (tale per ottenere il ghiaccio a -5 C) dalla sorgente a temperatura minore, q cold. Il rendimento del refrigeratore è il rapporto tra il calore asportato q cold e il lavoro totale del ciclo. Risposta: w = 172 kj. Esercizio 2.19 Risposta: q= q assorbito = kj. Esercizio 2.20 Si assuma l universo come un termostato e che lo scambio di calore sia reversibile. Risposta: S = J/K. Esercizio 2.21 Si consideri 1 mol di gas. Essendo ideale e biatomico, c V = 5R/2 e le variazioni di energia interna non dipendono dalla temperatura. Il rendimento è il rapporto tra il lavoro netto fornito dal ciclo (in valore assoluto) ed il calore assorbito dall ambiente. Risposta: U a = 0, w a = 806 J, q a = w a, U b = 938 J, w b = 375 J, q b = 1.31 kj, U c = U b, w c = 0 J, q c = U c. Rendimento 33%.

13 2.2. GRANDEZZE STANDARD Grandezze standard Esercizio 2.24 Si usa la legge di Hess. Risposta r H = 17 kj/mol. Esercizio 2.25 L entalpia standard di formazione degli elementi nel loro stato standard è convenzionalmente posta a 0. Risposta: r H = 45 kj/mol. Esercizio 2.26 L entalpia standard di reazione a 100 C di disidratazione del solfato di rame monoidrato è r H ( K) = kj/mol. Considerando il Cp,m costante con la temperatura, si ottiene: r H ( K) = kj/mol (la variazione di capacità termica nella reazione è molto piccola). Infine si usa la legge di Hess. Risposta: f H (CuSO 4 H 2 O (s), K) = kj/mol. 2.3 Relazioni differenziali Per risolvere gli esercizi si usano le definizioni delle grandezze termodinamiche, i loro differenziali, le relazioni di Maxwell e le definizioni dei vari coefficienti. Esercizio 2.39 Per risolvere l esercizio è utile ricordarsi che Risposta: α = RV m + b RT V m + 2(a + bt ). ( ) ( ) Vm T 1 =. T p V m p

14 14 CAPITOLO 2. II PRINCIPIO, GRANDEZZE STANDARD E RELAZIONI DIFFERENZIALI

15 Capitolo 3 Sostanze pure e soluzioni 15

16 16 CAPITOLO 3. SOSTANZE PURE E SOLUZIONI 3.1 Sostanze Esercizio 3.14 Conviene integrare l equazione di Clapeyron dp dt = S V entropia e volume con la temperatura. conoscendo come variano Esercizio 3.15 Si approssimano le densità costanti con la pressione. Risposta: µ(100 C, 1.2 atm) µ(100 C, 1.0 atm) 0.61 kj/mol. Esercizio 3.16 Si valuti la tensione di vapore dell acqua alla temperatura del prato. Risposta: si forma la brina. Esercizio 3.17 A pressioni maggiori di quella di punto triplo, x > 0. A pressione minore di quella critica, y < 1. Il calcolo di T E può essere fatto graficamente oppure in maniera ricorsiva. Risposta: T F = K, T E = K, E H = 33 kj mol Diagrammi di fase e soluzioni Esercizio 3.39 Per una discussione esaustiva si consulti Krafcik, M.; Velasco, E. S. Am. J. Phys. 2014, 82, d 2 p Risposta: dt 2 = C p T V 2 (αv ) dp V dt + (κv ) V ( ) dp 2 dt Esercizio 3.40 Si ponga uguale a zero la derivata prima del volume di mescolamento rispetto a x A. Risposta: per b = 0, x A = 0.58; per b = a/2, x A = Esercizio 3.41 Si considera la soluzione ideale. Risposta: 130 g mol 1 (da confrontarsi con la massa molare vera pari a g mol 1 ). Esercizio 3.42 Risposta: nel primo caso mix G = RT N i=1 n i ln y i, mix S =...; nel secondo caso mix G = RT N i=1 n i ln(v in i /V ), mix S =.... Esercizio 3.43 Si considera la soluzione ideale. Risposta: mix G = 139 J/mol, mix H = 0 J/mol, mix S = J/mol K. Esercizio 3.44 Risposta: m B /m T = MM B /MM T = Esercizio 3.45 Risposta: V 1 = cm 3 mol 1, V 2 = cm 3 mol 1. Esercizio 3.46 Nella derivazione della legge lineare dell abbassamento crioscopico, non espandete ln x 1 come.... Risposta: x 1 = Esercizio 3.47 L abbassamento crioscopico è proportzionale alla molalità della soluzione. Risposta: più probabilimente è fenolftaleina. Esercizio 3.48 Si interpola con una retta la pressione parziale del gas mostarda tra x = 0.4 e x = 0.8. Risposta: p(x M = ) = 68.6 torr.

17 3.2. DIAGRAMMI DI FASE E SOLUZIONI 17 Esercizio 3.49 Si parte dalla relazione tra la pressione parziale dell acqua e la sua attività nella soluzione. Risposta: µ H2 O(p H2 O, K) µ H 2 O (p H 2 O, K) = 2516 kj/mol. Esercizio 3.50 L umidità relativa è definita come φ = p H2 O/p H 2 O. Risposta: φ = 97.2%.

18 18 CAPITOLO 3. SOSTANZE PURE E SOLUZIONI

19 Capitolo 4 Equilibrio chimico ed elettrochimico - cinetica chimica 19

20 20 CAPITOLO 4. EQUILIBRIO CHIMICO ED ELETTROCHIMICO - CINETICA CHIMICA 4.1 Equilibrio chimico ed elettrochimico Esercizio 4.17 L equilibrio da studiare è 2 SO 3 2 SO 2 + O 2 ; la K della reazione si può ottenere da K = K c RT ; si ottiene il sistema p SO3 + p SO2 + p O2 = p p SO3 2p SO2 + 6p O2 = 0 p 2 SO 2 p O2 p 2 SO 3 = K che si riduce ad un equazione di terzo grado in p SO2, che si può risolvere con il metodo dicotomico. Attenzione alle unità di misura! Risposta: p SO2 560 torr. Esercizio 4.18 Si scriva la reazione in maniera che TlOH abbia coefficiente unitario in modo che il risultato sia già per mole di idrossido. Risposta: -2.8 kj mol 1. Esercizio 4.19 La reazione è 1 2 N 2(g) O 2(g) NO (g) Risposta: K = Esercizio 4.20 Le moli all equilibrio di H 2, I 2, HI sono, rispettivamente, (1.00 x), (1.00 x) e 2x. Risposta: n HI =1.87. Esercizio 4.21 Si usi la legge di van t Hoff per mettere in relazione la costante di equilibrio con la temperatura. Risposta: K(70 C) = Esercizio 4.22 All equilibrio r G = RT ln K. Risposta: r G = 1 kj/mol. Esercizio 4.23 La solubilità s di un elettrolita debole è data dalle moli di elettrolita in soluzione; nel caso in questione: (γ ± ) 3 (4s 3 ) = K ps, dove γ ± è il coefficiente di attività medio di Ag 2 CrO 4 che si ottiene dalla Debye-Hückel assumendo che la forza ionica sia data solo dall elettrolita forte (altrimenti si deve risolvere un equazione non lineare). Risposta: s = 37 mg/l. Esercizio 4.24 La costante di equilibrio della reazione è il quadrato della solubilità. Risposta: r G (295 K) = 80 kj/mol. Esercizio 4.25 La solubilizzazione di PbF 2 può essere descritta dalla somma di due appropriate equazioni di ossido-riduzione. Risposta: K s = Esercizio 4.26 Si ricorda che per gli elementi nel loro stato standard, entalpia ed energia libera di Gibbs standard di formazione sono nulle. La relazione di van t Hoff, inoltre, lega l energia libera di

21 4.1. EQUILIBRIO CHIMICO ED ELETTROCHIMICO 21 reazione alla temperatura. Risposta. E (323 K) = 1.33 V. Esercizio 4.27 La reazione di cella è 1 2 Hg 2 Cl 2(s) + Ag (s) Hg (l) + AgCl (s) dove viene scambiata 1 mol di elettroni per mole di Hg (o Ag). Risposta: r G = 4.39 kj/mol, r S = 32.6 J/mol K, r H = 5.33 kj/mol. Esercizio 4.28 Nell equazione di Nernst si tenga conto che nella reazione viene scambiata 1 mol di elettroni per mol di H. Risposta: 59 mv. Esercizio 4.29 Risposta: si deve risolvere numericamente l equazione non lineare S(S + C) m 2 = K s e (S+C)/m Esercizio 4.30 Risposta: r G (T )/ kj mol 1 = (T/K) Esercizio 4.31 Se nella reazione vengono consumate x mol di A, all equilibrio n A = 1.0 x, n B = 2.0 x/2, n C = 3x/2, n D = x. Risposta: K = Esercizio 4.32 Si deve assumere che le due misure di assorbanza siano condotte alla stessa temperatura, che implica che la costante di equilibrio nelle due celle è la stessa. La K va espressa in funzione della pressione iniziale e della pressione parziale di NO 2 all equilibrio. Dalle informazioni del testo, il prodotto tra la pressione parziale di NO 2 ed il cammino ottico in una cella equivale al prodotto delle stesse grandezze nella seconda. Risposta: K = 7.41 Esercizio 4.33 Suggerimento: ponete ad uno i coefficienti di attività e considerate nullo il volume di mescolamento. Risposta: assumendo B 0, A 0 [OH ] allora v B 0 k b k w 10 ph A 0 (1 + k b k w 10 ph ), altrimenti... Esercizio 4.34 Per ogni reazione si confronta il quoziente di reazione con la costante di equilibrio K = exp ( r G /RT ). Risposta: HNO 3 3 H 2 O Esercizio 4.35 La forza ionica della soluzione è I = c NaCl + 3c Ca(NO3 ) 2. Risposta: γ ± = Esercizio 4.36 Per determinare il potentiale standard di riduzione per la coppia Co 3+ /Co occorre fare attenzione alle moli di elettroni scambiati. Risposta: fem = 0.20 V. Esercizio 4.37 Si usa l equazione di Nernst per ricavare i potenziali dei due elettrodi. Risposta: fem = V.

22 22 CAPITOLO 4. EQUILIBRIO CHIMICO ED ELETTROCHIMICO - CINETICA CHIMICA Esercizio 4.38 Usando l equazione di Nernst si trova fem = E AgCl Ag RT F ln a Cl RT 2F ln a2 H+ f H2 /p Risposta: γ ± = Si provi a confrontare con la stima del coefficiente che si può ottenere con il modello di Debye-Hückel. Esercizio 4.39 Si usa l equazione di Nernst per scrivere la fem della cella in funzione della concentrazione di H +. Si assuma unitario il coefficiente di attività del protone. Risposta: ph = Esercizio 4.40 Nella cella di destra (il catodo), dati i potenziali standard di riduzione forniti dal testo, la reazione di riduzione è quella che porta da Sn 4+ a Sn 2+. Risposta: semireazione all anodo: Tl (s) + 1 e Tl + (aq) Semireazione al catodo: Sn 4+ (aq) + 2 e Sn 2+ (aq) Quindi, la reazione complessiva di cella è 2 Tl (s) + Sn 4+ (aq) 2 Tl + (aq) + Sn 2+ (aq) La cella va schematizzata come: Tl (s) Tl + (aq) Sn 4+ (aq), Sn 2+ (aq) Pt (s) La costante di equilibrio è K = Decuplicando la concentrazione di Tl + si ottiene fem = V.

23 4.2. CINETICA CHIMICA Cinetica chimica Esercizio 4.45 Essendo la reazione di primo ordine, la variazione nel tempo della concentrazione di A è [A] t = [A] 0 exp ( kt). Dal tempo di dimezzamento si trova la k a C, mentre con la legge di Arrhenius si trova la costante cinetica alla seconda temperatura. Risposta: t = 12.4 s. Esercizio 4.46 Il problema fornisce un dato in più rispetto a quelli necessari. Risposta: v max = M/s. Esercizio 4.47 Usando un foglio di calcolo o un software di analisi dati, si interpoli con una retta l insieme dei punti sul piano 1/[Saccarosio], 1/Velocità. estrapolando a 1/[Saccarosio] = 0 la retta. Risposta: K M = mol 1 dm 3. La costante di Michaelis-Menten si trova Esercizio 4.48 Dato il vincolo di equimolarità e la stechiometria della reazione, [A] t = [B] t e [C] t = [A] 0 [A] t. [ Risposta: p(t) = p 0 1 ktp ] 0/2. 2RT + ktp 0 Esercizio 4.49 La reazione segue una cinetica del primo ordine. Risposta: circa 40 anni. Esercizio 4.50 Dal testo si evince che la reazione segue una cinetica del primo ordine. Risposta: t = 19 h. Esercizio 4.51 La velocità di reazione è v = [NO] 2 [Cl 2 ]. Dalle condizioni fornite si ricava k; dalla stechiometria della reazione si ricavano le concentrazioni dei due reagenti quando metà del cloro è stato consumato. Risposta: v = M/s. Esercizio 4.52 Dai dati forniti si evince che la reazione è del II ordine in quanto, per tali reazioni [A] (1) 0 [A] (2) 0 = t(2) 1/2 t (1) 1/2 Risposta: k = M 1 s 1. Esercizio 4.53 È sufficiente scrivere le relazioni per le variazioni del biossido di diazoto e del biossido di azoto. Risposta: v = 1 d[no 2 ] = k 1k 2 [NO][O 2 ] 2 dt k 1 + k 2 [O 2 ] La reazione diviene è approssimativamente del II ordine quando k 1 k 2, con una costante efficace k eff = k 1 k 2 /k 1. Esercizio 4.54 Dal rapporto delle costanti cinetiche alle due temperature, uguale al rapporto inverso dei tempi di dimezzamento, si può ricavare l energia di attivazione ammettendo che i fattori pre-

24 24 CAPITOLO 4. EQUILIBRIO CHIMICO ED ELETTROCHIMICO - CINETICA CHIMICA esponenziali nell equazione di Arrhenius siano intipendenti dalla temperatura. Risposta: E A = 60 kj/mol. Esercizio 4.55 Ponendo uguale a zero la veriazione nel tempo della concentrazione della specie C si trova la funzione da sostituire nella velocità di produzione di D. Risposta: reazione del II ordine con k eff = k 1 /k 2. Esercizio 4.56 Nelle reazioni di primo ordine t 1/2 = ln 2/k. Si assume che nella legge di Arrhenius per la costante cinetica il fattore pre-esponenziale sia indipendente dalla temperatura. Risposta: T = 13 C. Esercizio 4.57 Si usa l espressione k = (k B T /h) exp ( G/RT ). Risposta: G = 91 kj/mol. Esercizio 4.58 Facendo l ipotesi del pre-equilibrio, [A] = K[A 2 ]. Risposta: v = k eff [A 2 ][B], con k eff = k K. Esercizio 4.59 Dalla stechiometria della reazione, ad un generico tempo t, [A] t = [A] 0 2x(t), [B] t = [B] 0 3x(t) e [P] t = x(t) (assumendo che inizialmente non vi sia P). Sostiduendo nella legge cinetica che descrive la formazione di P si ottiene d[p] dt = dx dt = k ([A] 0 2x) ([B] 0 3x) Risposta: se 3[A] 0 2[B] 0 (ossia i due reagenti non sono inzialmente in proporzione stechiometrica) allora [P] t = [A] 0 [1 ] [ e (3[A] 0 2[B] 0 )kt /2 1 3[A] ] 0 e (3[A] 0 2[B] 0 )kt 2[B] 0 Nel caso particolare in cui 3[A] 0 = 2[B] 0, invece: [P] t = 3 kt[a] kt[A] 0 Esercizio 4.60 La legge integrata è 1/[A] n 1 t Risposta: t 1/α /t 1/β = ( α 1 n 1 ) / ( β 1 n 1 ). = 1/[A] n kt/(n 1). Esercizio 4.61 La reazione di decadimento segue una cinetica del primo ordine. Risposta m(t = 18 anni) = µg, m(t = 70 anni) = µg. Esercizio 4.62 Il pre-equilibrio implica che [HAH + ] [HA][H + ] = k 1 k 1 Risposta: v = k eff [HA][H + ][B], con k eff = k 2 k 1 /k 1.

25 4.2. CINETICA CHIMICA 25 Esercizio 4.63 Nel meccanismo di Michaelis-Menten, la velocità di reazione è v = v max[s] k M + [S] Risposta: v max = M/s. Esercizio 4.64 Dalla stechiometria, al tempo t si ha [A] t = A 0 x(t) e [P] t = P 0 + x(t). Risposta: kt = [ 1 1 ln A 0 + P 0 A 0 + P 0 ( A0 P 0 [P] t (A 0 + P 0 ) [P] t ) [P] ] t P 0 P 0 [P] t

2 febbraio con 10 Pa, Pa, K, 1760 J mol e m mol. Con questi dati si ricava la temperatura finale. exp 422.

2 febbraio con 10 Pa, Pa, K, 1760 J mol e m mol. Con questi dati si ricava la temperatura finale. exp 422. febbraio 08. La temperatura di fusione dello zolfo monoclino alla pressione di un bar è 9.3 C. La variazione di volume molare durante la fusione è di.3 cm 3 mol -, mentre il calore latente di fusione è

Dettagli

Limiti del criterio della variazione entropia

Limiti del criterio della variazione entropia Limiti del criterio della variazione entropia S universo = S sistema + S ambiente > 0 (nei processi irreversibili) S universo = S sistema + S ambiente = 0 (nei processi reversibili) Dalla valutazione di

Dettagli

Il I principio della termodinamica. Calore, lavoro ed energia interna

Il I principio della termodinamica. Calore, lavoro ed energia interna Il I principio della termodinamica Calore, lavoro ed energia interna Riassunto Sistemi termodinamici Un sistema termodinamico è una porzione di materia descritto da funzioni di stato che ne caratterizzano

Dettagli

SCIENZA DEI MATERIALI. Chimica Fisica. VI Lezione. Dr. Fabio Mavelli. Dipartimento di Chimica Università degli Studi di Bari

SCIENZA DEI MATERIALI. Chimica Fisica. VI Lezione. Dr. Fabio Mavelli. Dipartimento di Chimica Università degli Studi di Bari SCIENZA DEI MATERIALI Chimica Fisica VI Lezione Dr. Fabio Mavelli Dipartimento di Chimica Università degli Studi di Bari Energia Libera di Helmholtz F 2 Definiamo la funzione di stato Energia Libera di

Dettagli

Laurea in Biologia Molecolare. Chimica Fisica. Formulario. Elisabe1a Collini, O1obre 2014

Laurea in Biologia Molecolare. Chimica Fisica. Formulario. Elisabe1a Collini, O1obre 2014 Laurea in Biologia Molecolare Chimica Fisica Formulario Elisabe1a Collini, O1obre 2014 E(T, p, n) E m (T, p) = n Grandezze di stato H =U + pv G = H TS =U + pv TS grandezze molari: E m (T, p) = E(T, p,

Dettagli

Chimica Fisica Biologica

Chimica Fisica Biologica Chimica Fisica Biologica Università degli Studi di Padova Variazione della concentrazione [1] La variazione nel tempo della composizione di un sistema oggetto della cinetica chimica Le concentrazione delle

Dettagli

b) Essendo p A V A = p C V C ne risulta T C = T A = 300 K.

b) Essendo p A V A = p C V C ne risulta T C = T A = 300 K. 2.00 moli di un gas perfetto di volume V 1 = 3.50 m 3 e T 1 = 300 K possono espandersi fino a V 2 = 7.00 m 3 e T 2 = 300 K. Il processo è compiuto isotermicamente. Determinare: a) Il lavoro fatto dal gas;

Dettagli

IL CICLO DI CARNOT. Scambi di energia durante il ciclo

IL CICLO DI CARNOT. Scambi di energia durante il ciclo IL CICLO DI CNO Consideriamo un gas ideale, contenuto nel solito cilindro, che compie un ciclo di 4 trasformazioni reversibili (2 isoterme + 2 adiabatiche) rappresentate nel piano -p come in figura. cambi

Dettagli

L equilibrio non è descritto dalla legge di Henry applicata alla specie HCl(aq): a basse concentrazioni. p x m

L equilibrio non è descritto dalla legge di Henry applicata alla specie HCl(aq): a basse concentrazioni. p x m 11. ELETTROLITI E CELLE GALVANICHE Ovvero: come misurare l energia libera di reazione? Evidenza termodinamica della dissociazione in ioni di elettroliti forti disciolti in acqua: esempio dell equilibrio

Dettagli

ESERCIZI DI TERMODINAMICA. costante di equilibrio della reazione. costante di equilibrio della reazione

ESERCIZI DI TERMODINAMICA. costante di equilibrio della reazione. costante di equilibrio della reazione ESECIZI DI EMODINAMICA Esercizio Calcolare a c.s. la costante di equilibrio della seguente reazione: CO (g) + H CH OH (g) H f (kj/mole) CH OH (g) -, CO (g) -,5 H (g) S (J/mole K) CH OH (g) 6,8 CO (g) 97,9

Dettagli

PCl5 (g) <====> PCl3(g) + Cl2(g)

PCl5 (g) <====> PCl3(g) + Cl2(g) ESERCITAZIONE 10 DISSOCIAZIONE TERMICA Alcuni gas si decompongono per effetto del riscaldamento in altre sostanze, che possono essere tutte o solo in parte gassose. Ad esempio: PCl5 (g) PCl3(g)

Dettagli

Esercitazione 7. Soluzione. Il sistema è isolato, quindi l energia totale si conserva. Applicando il primo principio della termodinamica si ottiene:

Esercitazione 7. Soluzione. Il sistema è isolato, quindi l energia totale si conserva. Applicando il primo principio della termodinamica si ottiene: Esercitazione 7 Esercizio 1 Una massa m g = 20 g di ghiaccio a 0 C è contenuta in un recipiente termicamente isolato. Successivamente viene aggiunta una massa m a = 80 di acqua a 80 C. Quale sarà, all

Dettagli

dq = C P (T ) dt dq = T 1 C P (T ) dt q = [16.10T ] K K (JK 1 ) + 2 K 1 ( K)2 = 18.6 kj

dq = C P (T ) dt dq = T 1 C P (T ) dt q = [16.10T ] K K (JK 1 ) + 2 K 1 ( K)2 = 18.6 kj Esercizio 1 Calcolo q, w, U e H per riscaldamento gas ideale Calcolare q, w, U e H per un gas ideale in seguito all'aumento della sua temperatura da 25 C a 120 C in condizioni di pressione costante, sapendo

Dettagli

Calore, lavoro e trasformazioni termodinamiche (1)

Calore, lavoro e trasformazioni termodinamiche (1) Calore, lavoro e trasformazioni termodinamiche (1) Attraverso scambi di calore un sistema scambia energia con l ambiente. Tuttavia si scambia energia anche quando le forze (esterne e interne al sistema)

Dettagli

Esercitazione 13/5/2016

Esercitazione 13/5/2016 Esercitazione 3/5/206 Esercizio Un anello di massa m e raggio r rotola senza strisciare su un piano orizzontale con velocità v CM costante. Ad un certo istante inizia a salire lungo un piano inclinato.

Dettagli

TERMODINAMICA E TERMOCHIMICA

TERMODINAMICA E TERMOCHIMICA TERMODINAMICA E TERMOCHIMICA La TERMODINAMICA è una scienza chimico-fisica che studia le trasformazioni dell energia. La TERMOCHIMICA è una particolare branca della termodinamica che valuta quantitativamente

Dettagli

GAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE. G. Pugliese 1

GAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE. G. Pugliese 1 GAS IDEALI E MACCHINE TERMICHE G. Pugliese 1 Proprietà dei gas 1. Non hanno forma né volume proprio 2. Sono facilmente comprimibili 3. Le variabili termodinamiche più appropriate a descrivere lo stato

Dettagli

Gas ideale: velocità delle particelle e pressione (1)

Gas ideale: velocità delle particelle e pressione (1) Gas ideale: velocità delle particelle e pressione (1) In un gas ideale le particelle sono considerate puntiformi e risentono di forze solo durante gli urti (perfettamente elastici) con le pareti del recipiente.

Dettagli

Fisica 1 Anno Accademico 2011/2012

Fisica 1 Anno Accademico 2011/2012 Matteo Luca Ruggiero DISAT@Politecnico di Torino Anno Accademico 2011/2012 (4 Giugno - 8 Giugno 2012) Sintesi Abbiamo formulato il primo principio della termodinamica che regola gli scambi di calore, la

Dettagli

Corso di Chimica Fisica A. Prove d esame

Corso di Chimica Fisica A. Prove d esame Università di orino Corso di Studi in Chimica - Laurea riennale A. A. 2004-2005 Corso di Chimica Fisica A rove d esame Roberto Dovesi Bartolomeo Civalleri /home/mimmo/testitex/tut cf-a 05/esami cfa 05.pdf

Dettagli

Termodinamica e termochimica

Termodinamica e termochimica Termodinamica e termochimica La termodinamica è una scienza che studia proprietà macroscopiche della materia e prevede quali processi chimici e fisici siano possibili, in quali condizioni e con quali energie

Dettagli

Sistema Termodinamico

Sistema Termodinamico Sistema Termodinamico Un insieme di elementi con un certo grado di correlazione. Esempio: un organismo; un organo; un organello; una macromolecola biologica; una reazione chimica. Ambiente Sistema Q, W

Dettagli

POLITECNICO DI MILANO Fondamenti di Fisica Sperimentale, a. a I appello, 12 luglio 2016

POLITECNICO DI MILANO Fondamenti di Fisica Sperimentale, a. a I appello, 12 luglio 2016 POLITECNICO DI MILANO Fondamenti di Fisica Sperimentale, a. a. 015-16 I appello, 1 luglio 016 Giustificare le risposte e scrivere in modo chiaro e leggibile. Scrivere in stampatello nome, cognome, matricola

Dettagli

CorsI di Laurea in Ingegneria Aereospaziale-Meccanica-Energetica. FONDAMENTI DI CHIMICA Docente: Cristian Gambarotti. Esercitazione del 03/11/2010

CorsI di Laurea in Ingegneria Aereospaziale-Meccanica-Energetica. FONDAMENTI DI CHIMICA Docente: Cristian Gambarotti. Esercitazione del 03/11/2010 CorsI di aurea in Ingegneria Aereospaziale-Meccanica-Energetica FONDAMENTI DI CIMICA Docente: Cristian Gambarotti Esercitazione del // Argomenti della lezione avoro, Calore, Energia Interna, Entalpia relativi

Dettagli

Chimica Fisica dei Materiali

Chimica Fisica dei Materiali Chimica Fisica dei Materiali Dr. Sergio Brutti Elettrochimica di base Cella elettrochimica Una cella elettrochimica è un dispositivo nel quale l energia elettrica è convertita in energia chimica (e viceversa)

Dettagli

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2013/2014 1) FLUIDI V= 5 dm3 a= 2 m/s2 aria = g / cm 3 Spinta Archimedea Tensione della fune

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2013/2014 1) FLUIDI V= 5 dm3 a= 2 m/s2 aria = g / cm 3 Spinta Archimedea Tensione della fune FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2013/2014 II Compitino 26 Giugno 2014 1) FLUIDI Un bambino trattiene un palloncino, tramite una sottile fune. Il palloncino ha volume V= 5 dm 3. La sua massa, senza il

Dettagli

relazioni tra il calore e le altre forme di energia.

relazioni tra il calore e le altre forme di energia. Termodinamica i Termodinamica: ramo della scienza che studia le relazioni tra il calore e le altre forme di energia. Sistema e ambiente sistema: zona dello spazio all interno della quale studiamo i fenomeni

Dettagli

Corso di Chimica Fisica A. Prove d esame

Corso di Chimica Fisica A. Prove d esame Università di Torino Corso di Studi in Chimica - Laurea Triennale A. A. 2006-2007 Corso di Chimica Fisica A Prove d esame Roberto Dovesi Loredana Valenzano 1 CORSO DI LAUREA IN CHIMICA - ANNO ACCADEMICO

Dettagli

Lezione n. 5. Entalpia. a volume costante a pressione costante Calorimetria differenziale Reazione esotermiche ed endotermiche Legge di Hess

Lezione n. 5. Entalpia. a volume costante a pressione costante Calorimetria differenziale Reazione esotermiche ed endotermiche Legge di Hess himica Fisica - himica e Tecnologia Farmaceutiche Lezione n. 5 Entalpia alorimetria a volume costante alorimetria a pressione costante alorimetria differenziale Reazione esotermiche ed endotermiche Legge

Dettagli

ESERCIZI Tabella dei potenziali

ESERCIZI Tabella dei potenziali ESERCIZI 1) Una pila chimica è un dispositivo in cui si ha trasformazione di: a. energia elettrica in energia chimica b. energia chimica in energia elettrica c. entalpia in energia elettrica d. entropia

Dettagli

TERMODINAMICA. CONVENZIONE STORICA Q > 0 assorbito dal sistema W>0 fatto dal sistema Q < 0 ceduto dal sistema W<0 fatto sul sistema

TERMODINAMICA. CONVENZIONE STORICA Q > 0 assorbito dal sistema W>0 fatto dal sistema Q < 0 ceduto dal sistema W<0 fatto sul sistema TERMODINAMICA Scambi di CALORE e LAVORO tra: SISTEMA AMBIENTE UNIVERSO kaperto SCAMBIA ENERGIA E MATERIA SISTEMA CHIUSO SCAMBIA ENERGIA, NON MATERIA m ISOLATO NON SCAMBIA ENERGIA NE MATERIA ENERGIA INTERNA

Dettagli

Cinetica chimica. Capitolo 13

Cinetica chimica. Capitolo 13 Cinetica chimica Capitolo 13 Cinetica chimica Termodinamica si verifica la reazione? Cinetica con che velocità si verifica la reazione? Velocità di reazione è la variazione di concentrazione di un reagente

Dettagli

Entalpia. L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp

Entalpia. L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp Entalpia Si definisce entalpia la grandezza H ( 1 H = U + pv L'entalpia è una funzione di stato ed è una grandezza estensiva. Differenziando la (1) si ha dh=du+pdv+vdp --> du+pdv = dh - Vdp In una generica

Dettagli

SOLUZIONI COMPITO A DI CHIMICA DEL

SOLUZIONI COMPITO A DI CHIMICA DEL SOLUZIONI COMPITO A DI CHIMICA DEL 26-11-10 1A) Il permanganato di potassio reagisce con il perossido di idrogeno in presenza di acido solforico dando luogo alla formazione di ossigeno, diossido di manganese

Dettagli

CORSO DI CHIMICA. Esercitazione del 7 Giugno 2016

CORSO DI CHIMICA. Esercitazione del 7 Giugno 2016 CORSO DI CHIMICA Esercitazione del 7 Giugno 2016 25 ml di una miscela di CO e CO 2 diffondono attraverso un foro in 38 s. Un volume uguale di O 2 diffonde nelle stesse condizioni in 34,3 s. Quale è la

Dettagli

La costante (p 0 0 /273) la si riesprime come n R dove R è una costante universale il cui valore dipende solo dalle unità di misura usate: R8.31 Joule/(K mole) e n è il numero di moli L equazione di stato

Dettagli

Un problema di grande interesse è la possibilità di prevedere se due o più sostanze poste a contatto sono in grado di reagire.

Un problema di grande interesse è la possibilità di prevedere se due o più sostanze poste a contatto sono in grado di reagire. Un problema di grande interesse è la possibilità di prevedere se due o più sostanze poste a contatto sono in grado di reagire. Molte reazioni procedono in modo incompleto; è importante quindi determinare

Dettagli

Legge dell azione di massa. Misura sperimentale della costante di equilibrio. Corso di Studi di Fisica Corso di Chimica

Legge dell azione di massa. Misura sperimentale della costante di equilibrio. Corso di Studi di Fisica Corso di Chimica Corso di Studi di Fisica Corso di Chimica Luigi Cerruti www.minerva.unito.it Legge dell azione di massa Il caso dei gas: utilizziamo le pressioni parziali Lezione 7-8 1 Per definizione le concentrazioni

Dettagli

C e detta capacita termica

C e detta capacita termica Capacita termica la quantita di calore che occorre fornire o sottrarre ad un corpo per modificarne la temperatura e direttamente proporzionale alla sua variazione T T f T i di temperatura ( attenzione

Dettagli

TERMODINAMICA CHIMICA

TERMODINAMICA CHIMICA TERMODINAMICA CHIMICA Si definisce FUNZIONE DI STATO una variabile il cui valore dipende solo dallo stato iniziale e finale del sistema e non dal cammino percorso nella trasformazione effettuata Sono funzioni

Dettagli

Dalla legge dei gas perfetti si ha il rapporto tra il numero di moli dei due gas R T 1 V 2 P V 1. =n 1. RT 2 =V 2 qundi: n 1 = T 2. =n 2.

Dalla legge dei gas perfetti si ha il rapporto tra il numero di moli dei due gas R T 1 V 2 P V 1. =n 1. RT 2 =V 2 qundi: n 1 = T 2. =n 2. Compito intercorso Fisica II ICI 1 giugno 2006 1 Due recipienti uguali, isolati termicamente dall'ambiente esterno, sono connessi da un condotto con un rubinetto, inizialmente chiuso. Uno dei recipienti

Dettagli

CONVENZIONE SUI SEGNI

CONVENZIONE SUI SEGNI CONVENZIONE SUI SEGNI Si stabilisce una convenzione sui segni sia per gli scambi di calore che per il lavoro che il sistema compie o subisce L>0: LAVORO COMPIUTO DAL SISTEMA Q>0: CALORE ASSORBITO SISTEMA

Dettagli

SOLUZIONI COMPITO A CHIMICA

SOLUZIONI COMPITO A CHIMICA SOLUZIONI COMPITO A CHIMICA 07-07-211 1A) Per combustione di una miscela (0,596 moli totali) di due idrocarburi di formula (C 7 H 16 e C 9 H 20 ) si ottengono 102.420 g di acqua ed anidride carbonica.

Dettagli

ESERCITAZIONI CHIMICA-FISICA I a.a. 2012/2013. Metodo differenziale. Problema

ESERCITAZIONI CHIMICA-FISICA I a.a. 2012/2013. Metodo differenziale. Problema ESERCITAZIONI CHIMICA-FISICA I a.a. 0/03 Metodo differenziale Problema Per la reazione: A + B P sono stati condotti tre esperimenti cinetici a diverse concentrazioni iniziali dei reagenti. I valori iniziali

Dettagli

Fisica Generale I (primo e secondo modulo) A.A , 2 settembre 2009

Fisica Generale I (primo e secondo modulo) A.A , 2 settembre 2009 Fisica Generale I (primo e secondo modulo) A.A. 2008-2009, 2 settembre 2009 Esercizi di meccanica relativi al primo modulo del corso di Fisica Generale I, anche equivalente ai corsi di Fisica Generale

Dettagli

Esame 28 Giugno 2017

Esame 28 Giugno 2017 Esame 28 Giugno 2017 Roberto Bonciani e Paolo Dore Corso di Fisica Generale 1 Dipartimento di atematica Università degli Studi di Roma La Sapienza Anno Accademico 2016-2017 Esame - Fisica Generale I 28

Dettagli

Capitolo 1 Prima legge 1

Capitolo 1 Prima legge 1 Indice Capitolo 1 Prima legge 1 1.1 Sistema e ambiente 1 1.2 Scambi di energia 2 1.3 Energia di un sistema 3 1.4 Energia come funzione di stato 5 1.5 Lavoro 5 1.6 Sistema chiuso 7 1.7 Notazione 7 1.8 Proprietà

Dettagli

REAZIONI CHIMICHE: LEGGI CINETICHE, MECCANISMI DI REAZIONE E BILANCI DI MASSA

REAZIONI CHIMICHE: LEGGI CINETICHE, MECCANISMI DI REAZIONE E BILANCI DI MASSA REAZIONI CHIMICHE: LEGGI CINETICHE, MECCANISMI DI REAZIONE E BILANCI DI MASSA Reazione chimica in condizione di equilibrio: concentrazioni costanti che obbediscono al vincolo determinato dalla costante

Dettagli

ELETTROCHIMICA: studia le relazioni tra energia chimica ed energia elettrica

ELETTROCHIMICA: studia le relazioni tra energia chimica ed energia elettrica ELETTROCHIMICA: studia le relazioni tra energia chimica ed energia elettrica Pila Energia chimica? energia elettrica Si basa su reazioni redox con G < 0 Cella di elettrolisi Energia elettrica? energia

Dettagli

Laboratorio 29.1 CINETICA DI IDROLISI ALCALINA DELL ACETATO DI ETILE

Laboratorio 29.1 CINETICA DI IDROLISI ALCALINA DELL ACETATO DI ETILE 2 Analisi chimica strumentale Laboratorio 29.1 CINETICA DI IDROLISI ALCALINA DELL ACETATO DI ETILE SCOPO Determinazione della costante di velocità, dell energia di attivazione e del fattore di frequenza

Dettagli

COMPITO A DI CHIMICA DEL

COMPITO A DI CHIMICA DEL COMPITO A DI CHIMICA DEL 17-09-13 1A) Una miscela di solfato di rame pentaidrato e solfato di calcio diidrato viene scaldata fino alla perdita completa di acqua. La diminuzione in peso della miscela risulta

Dettagli

Problemi e domande d esame tratte dalle prove di accertamento in itinere degli anni precedenti

Problemi e domande d esame tratte dalle prove di accertamento in itinere degli anni precedenti Problemi e domande d esame tratte dalle prove di accertamento in itinere degli anni precedenti Problema 1 Un disco omogeneo di massa m=2 kg e raggio R= 0.3 m ruota in un piano orizzontale intorno all asse

Dettagli

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2012/2013 APPELLO 18 Luglio 2013

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2012/2013 APPELLO 18 Luglio 2013 FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2012/2013 APPELLO 18 Luglio 2013 1) Un corpo di massa m = 500 g scende lungo un piano scabro, inclinato di un angolo θ = 45. Prosegue poi lungo un tratto orizzontale

Dettagli

Tirocinio formativo attivo (TFA)

Tirocinio formativo attivo (TFA) Tirocinio formativo attivo (TFA) Chimica Fisica Dr. Sergio Brutti Libri di testo/approfondimento/altro (Lib.testo) Pasquetto/Patrone Chimica Fisica (1-2-3 o volume unico) ed. Zanichelli (Approf.) Di Cocco/Manetti/Micchelli

Dettagli

Dipendenza dell'energia libera dalla T e P

Dipendenza dell'energia libera dalla T e P Dipendenza dell'energia libera dalla T e P G = H - TS essendo H = U + PV G = U + PV - TS Una variazione infinitesima di una o più variabili che definiscono lo stato del sistema determina una variazione

Dettagli

Reazioni chimiche reversibili

Reazioni chimiche reversibili Reazioni chimiche reversibili In accordo all esperienza, la maggior parte delle reazioni chimiche possono procedere sia nel verso dai reagenti ai prodotti che nel verso opposto, cioè dai prodotti ai reagenti,

Dettagli

Prova scritta di Fisica Generale I Corso di Laurea in Astronomia 23 giugno 2015

Prova scritta di Fisica Generale I Corso di Laurea in Astronomia 23 giugno 2015 Prova scritta di Fisica Generale I Corso di Laurea in Astronomia 3 giugno 015 Problema 1 Si consideri un sistema costituito da un cilindro omogeneo di raggio R 1 = 10 cm e altezza h = 0 cm, inserito all

Dettagli

9065X Chimica. Modello esame svolto. Esempio di compito scritto di Chimica. Politecnico di Torino CeTeM

9065X Chimica. Modello esame svolto. Esempio di compito scritto di Chimica. Politecnico di Torino CeTeM svolto Esempio di compito scritto di Chimica 1 - La configurazione elettronica: [Ar]3d 6 4s 0 rappresenta lo ione: 1) Mn 2+ 2) Ni 2+ 3) Fe 3+ 4) Co 3+ 5) Cu 2+ 2 - Un gas reale mantenuto sempre al di sopra

Dettagli

QUESITI DI FISICA RISOLTI A LEZIONE TERMODINAMICA

QUESITI DI FISICA RISOLTI A LEZIONE TERMODINAMICA QUESITI DI FISICA RISOLTI A LEZIONE TERMODINAMICA Un recipiente contiene gas perfetto a 27 o C, che si espande raggiungendo il doppio del suo volume iniziale a pressione costante. La temperatura finale

Dettagli

Scritti di Termodinamica dt + R dt T. = cp. = 1.4 = gas biatomico = 78.0 K

Scritti di Termodinamica dt + R dt T. = cp. = 1.4 = gas biatomico = 78.0 K Scritti di Termodinamica 2002 2016 (02/07/18) Una mole di gas ideale passa dallo stato A allo stato B con una trasformazione isobara in cui: H = 2269.72 J, U = 1621.23 J, S = 6.931 J/K Determinare i valori

Dettagli

Lezione 5: Termodinamica. Seminario didattico

Lezione 5: Termodinamica. Seminario didattico Lezione 5: Termodinamica Seminario didattico Esercizio n 1 Ad una mole di gas monoatomico viene fatto percorrere il ciclo mostrato in figura il processo bc è una espansione adiabatica; p B =1.03 bar, V

Dettagli

CdL Professioni Sanitarie A.A. 2012/2013. Unità 9: Gas e processi di diffusione

CdL Professioni Sanitarie A.A. 2012/2013. Unità 9: Gas e processi di diffusione L. Zampieri Fisica per CdL Professioni Sanitarie A.A. 12/13 CdL Professioni Sanitarie A.A. 2012/2013 Gas Unità 9: Gas e processi di diffusione Equazione di stato dei gas perfetti Trasformazioni termodinamiche

Dettagli

Capitolo 18 L equilibrio chimico

Capitolo 18 L equilibrio chimico Capitolo 18 L equilibrio chimico 1. L equilibrio dinamico 2. L equilibrio chimico: anche i prodotti reagiscono 3. La costante di equilibrio 4. Il quoziente di reazione 5. La costante di equilibrio e la

Dettagli

Termodinamica dell atmosfera

Termodinamica dell atmosfera Fondamenti di Fisica dell Atmosfera e del Clima Trento, 3 Marzo 2016 Sistema termodinamico Sistema termodinamico: porzione di materia che occupa una determinata regione dello spazio e puó scambiare massa

Dettagli

numero complessivo di variabili = c f + 2

numero complessivo di variabili = c f + 2 Regola delle fasi Definiamo sostanza pura quella che ha composizione chimica costante Diremo fase di una sostanza pura una sua regione omogenea dal punto di vista fisico. Lo stato di un sistema è individuato

Dettagli

Sistemi termodinamici. I sistemi aperti e chiusi possono essere adiabatici quando non è consentito lo scambio di calore

Sistemi termodinamici. I sistemi aperti e chiusi possono essere adiabatici quando non è consentito lo scambio di calore Sistemi termodinamici Sistema: regione dello spazio oggetto delle nostre indagini. Ambiente: tutto ciò che circonda un sistema. Universo: sistema + ambiente Sistema aperto: sistema che consente scambi

Dettagli

Corso di Chimica Fisica A. Prove d esame

Corso di Chimica Fisica A. Prove d esame Università di orino Corso di Studi in Chimica - Laurea riennale Anno Accademico 2002-2003 Corso di Chimica Fisica A Prove d esame Roberto Dovesi Bartolomeo Civalleri /home/mimmo/testitex/tut cf-a 04/new/esami

Dettagli

Elettrochimica. Studia la trasformazione dell energia chimica in energia elettrica e viceversa.

Elettrochimica. Studia la trasformazione dell energia chimica in energia elettrica e viceversa. lettrochimica Studia la trasformazione dell energia chimica in energia elettrica e viceversa. Ricordiamo che la corrente elettrica si origina grazie al movimento di cariche, elettroni, in un materiale

Dettagli

Fisica Generale 1 per Chimica Formulario di Termodinamica e di Teoria Cinetica

Fisica Generale 1 per Chimica Formulario di Termodinamica e di Teoria Cinetica Fisica Generale 1 per Chimica Formulario di Termodinamica e di Teoria Cinetica Termodinamica Equazione di Stato: p = pressione ; V = volume ; T = temperatura assoluta ; n = numero di moli ; R = costante

Dettagli

Termodinamica e termochimica

Termodinamica e termochimica Termodinamica e termochimica La termodinamica è una scienza che studia proprietà macroscopiche della materia e prevede quali processi chimici e fisici siano possibili, in quali condizioni e con quali energie

Dettagli

Sistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo. Ambiente esterno confini del sistema

Sistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo. Ambiente esterno confini del sistema Termodinamica: concetti di base Sistema termodinamico: porzione di universo separata da tutto il resto del mondo Ambiente esterno confini del sistema sistema Stato del sistema: definito dal valore delle

Dettagli

+ MnO 4 + 8H + 5Fe 3+ + Mn H 2 O

+ MnO 4 + 8H + 5Fe 3+ + Mn H 2 O Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Facoltà di Scienze MFN Corso di Laurea Triennale in Chimica Applicata, Insegnamento di Chimica Generale Modulo di Stechiometria. AA 2008/2009. Prova scritta,

Dettagli

Formulario di Termodinamica

Formulario di Termodinamica Formulario di Termodinamica Punto triplo dell acqua: T triplo = 273.16 K. Conversione tra gradi Celsius e gradi Kelvin (temperatura assoluta): t( C) = T (K) 273.15 Conversione tra Caloria e Joule: 1 cal

Dettagli

Termodinamica. studia le modificazioni subite da un sistema a seguitodel trasferimento di energia sotto forma di calore e lavoro.

Termodinamica. studia le modificazioni subite da un sistema a seguitodel trasferimento di energia sotto forma di calore e lavoro. Termodinamica studia le modificazioni subite da un sistema a seguitodel trasferimento di energia sotto forma di calore e lavoro. La termodinamica parte da osservazioni sperimentali e quindi si esprime

Dettagli

Lo stato gassoso e le sue proprietà

Lo stato gassoso e le sue proprietà Lo stato gassoso e le sue proprietà Dr. Gabriella Giulia Pulcini Ph.D. Student, Development of new approaches to teaching and learning Natural and Environmental Sciences University of Camerino, ITALY 1

Dettagli

1 Me Me (s) Me + (aq) + e -

1 Me Me (s) Me + (aq) + e - ELETTROCHIMICA 1 Me Me (s) Me + (aq) + e - Me + DOPPIO STRATO (+) (-) all interfaccia elettrodo-soluzione 2 Se inizialmente prevale la reazione 1, la lamina metallica si carica negativamente (eccesso di

Dettagli

Riassunto Termodinamica

Riassunto Termodinamica Scuola di Ingegneria Industriale e dell Informazione Insegnamento di Chimica Generale 083424 - CCS CHI e MAT Riassunto Termodinamica Prof. Dipartimento CMIC Giulio Natta http://iscamap.chem.polimi.it/citterio/

Dettagli

Le reazioni redox e l elettrochimica Capitolo 18

Le reazioni redox e l elettrochimica Capitolo 18 Le reazioni redox e l elettrochimica Capitolo 18 I processi elettrochimici sono reazioni di ossido-riduzione in cui: l energia rilasciata da una reazione spontanea è convertita in elettricità oppure l

Dettagli

RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI FISICA

RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI FISICA RISOUZIONE DI PROBEMI DI FISICA Problema 1 Una massa puntiforme m = 2 kg è soggetta ad una forza centrale con associata energia potenziale radiale U( r) 6 A =, dove A = 2 J m 6. Il momento angolare della

Dettagli

Dinamica delle reazioni chimiche (attenzione: mancano i disegni)

Dinamica delle reazioni chimiche (attenzione: mancano i disegni) Dinamica delle reazioni chimiche (attenzione: mancano i disegni) Primo principio della termodinamica L energia non si può creare o distruggere, ma solo convertire da una forma all altra. Questo significa

Dettagli

Compito di Fisica Generale I mod. B, Corsi di Laurea in Fisica e in Astronomia, AA 2010/11. Cognome... Nome... Matricola n...

Compito di Fisica Generale I mod. B, Corsi di Laurea in Fisica e in Astronomia, AA 2010/11. Cognome... Nome... Matricola n... 22.06.2011 Compito di Fisica Generale I mod. B, Corsi di Laurea in Fisica e in Astronomia, AA 2010/11 Cognome... Nome... Matricola n... Esercizio 1. Si abbia un recipiente a pareti adiabatiche contenente

Dettagli

POLITECNICO DI MILANO ING. ENG AER MEC. Corso di FONDAMENTI DI CHIMICA ESAME 27 Febbraio Compito A

POLITECNICO DI MILANO ING. ENG AER MEC. Corso di FONDAMENTI DI CHIMICA ESAME 27 Febbraio Compito A POLITECNICO DI MILANO ING. ENG AER MEC. Corso di FONDAMENTI DI CHIMICA ESAME 27 Febbraio 2014. Compito A Avvertenze: scrivere le soluzioni sull apposito foglio che va completato con tutti i dati richiesti

Dettagli

1. Celle galvaniche o pile. 2. Celle elettrolitiche

1. Celle galvaniche o pile. 2. Celle elettrolitiche ELETTROCHIMICA L elettrochimica è la branca della chimica che studia l impiego delle reazione chimiche spontanee per produrre elettricità e l impiego dell elettricità per provocare le reazioni non spontanee.

Dettagli

Energia e trasformazioni spontanee

Energia e trasformazioni spontanee Energia e trasformazioni spontanee Durante le trasformazioni (sia chimiche che fisiche) la materia acquista o cede energia. La termodinamica è quella scienza che studia le variazioni di energia in una

Dettagli

Capacità termica e calore specifico

Capacità termica e calore specifico Calori specifici Capacità termica e calore specifico Il calore si trasferisce da un corpo ad un altro fintanto che i corpi sono a temperature differenti. Potremo scrivere quindi: Q = C ΔT = C (T f T i

Dettagli

Problema n.1 Bilanciare la seguente reazione redox utilizzando il metodo ionico elettronico: H 2 S (aq) + NO 3

Problema n.1 Bilanciare la seguente reazione redox utilizzando il metodo ionico elettronico: H 2 S (aq) + NO 3 Problema n.1 Bilanciare la seguente reazione redox utilizzando il metodo ionico elettronico: 2 (aq) + N 3 (aq) + + (aq) (s) + N (g) + 2 (l). Calcolare i grammi di (s) ed il volume di N (g) a 25 C ed 1

Dettagli

Esercizi di Chimica Fisica

Esercizi di Chimica Fisica N.B. Se non specificato, calcolare i calori specifici dei gas usando la teoria cinetica trascurando i contributi vibrazionali e fare l ipotesi di gas ideali. 1) Quale temperatura raggiunge una mol/l di

Dettagli

Fondamenti di Meteorologia e Climatologia

Fondamenti di Meteorologia e Climatologia Università degli studi di Trento Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio Prof. Dino Zardi Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale Fondamenti di Meteorologia

Dettagli

Leggi dei gas Equazione di stato dei gas perfetti

Leggi dei gas Equazione di stato dei gas perfetti Le leggi dei gas Quale descrizione fisico-matematica si può usare per i diversi stati di aggregazione della materia? Essa è tanto più semplice (equazioni) quanto meno interagenti sono fra loro le particelle

Dettagli

Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu

Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile. Chimica. concetti e modelli.blu Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile Chimica concetti e modelli.blu 2 Capitolo 21 L equilibrio chimico 3 Sommario 1. L equilibrio dinamico 2. L equilibrio chimico: anche i prodotti reagiscono 3. La costante

Dettagli

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE, A.A. 2007/2008 Appello del 12 settembre 2008

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE, A.A. 2007/2008 Appello del 12 settembre 2008 FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE, A.A. 2007/2008 Appello del 12 settembre 2008 1) Una nave pirata è ormeggiata a L = 500 m da un forte costruito su un isola, a livello del mare. Il forte è difeso da un cannone

Dettagli

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Il 1 principio non è in grado di escludere il passaggio di calore da un corpo più freddo ad uno più caldo; richiede soltanto che le quantità di calore scambiate siano

Dettagli

I Test di Autovalutazione... 2 Esiti I Test... 4 Statistiche per domanda I Test... 4 II Test di Autovalutazione... 5 Esiti II Test...

I Test di Autovalutazione... 2 Esiti I Test... 4 Statistiche per domanda I Test... 4 II Test di Autovalutazione... 5 Esiti II Test... I Test di Autovalutazione... 2 Esiti I Test... 4 Statistiche per domanda I Test... 4 II Test di Autovalutazione... 5 Esiti II Test... 7 Statistiche per domanda II Test... 7 III Test di Autovalutazione...

Dettagli

Conseguenze del teorema di Carnot

Conseguenze del teorema di Carnot Conseguenze del teorema di Carnot Tutte le macchine reversibili che lavorano tra le stesse sorgenti alle temperature T 1 e T 2 hanno rendimento uguale; qualsiasi altra macchina che lavori tra le stesse

Dettagli

L equilibrio chimico dal punto di vista cinetico

L equilibrio chimico dal punto di vista cinetico L chimico dal punto di vista cinetico L chimico dal punto di vista cinetico Ogni reazione, in un sistema chiuso, raggiunge uno stato di : Alto rendimento REAG PROD PROD REAG (Reaz. DIRETTA) (Reaz. INVERSA)

Dettagli

COMPITO DI FISICA SPERIMENTALE I DEL

COMPITO DI FISICA SPERIMENTALE I DEL COMPITO DI FISICA SPERIMENTALE I DEL 30/11/2007 1. Una slitta di massa M=150 kg, sul cui tetto è fissato un cannoncino di massa m=50 kg inclinato di un angolo α=30 rispetto all orizzontale, può scivolare

Dettagli

PROBLEMI SULLE MACCHINE TERMICHE A cura del Prof. T.Papa ; ) Q 2 = Q 1 Q 1. t = dm. dt H; = nrt A ln 4 < 0; R 1 = 3 2 R: C + ln 4 C p = 1

PROBLEMI SULLE MACCHINE TERMICHE A cura del Prof. T.Papa ; ) Q 2 = Q 1 Q 1. t = dm. dt H; = nrt A ln 4 < 0; R 1 = 3 2 R: C + ln 4 C p = 1 PROBLEMI SULLE MACCHINE TERMICHE A cura del Prof. T.Papa. Il funzionamento di una macchina a vapore puo essere approssimato a quello di una macchina di Carnot, che assorbe calore alla temperatura 2 della

Dettagli

il ciclo di Ericsson (1853) caratterizzato da due isoterme e due isobare; il ciclo di Reitlinger (1873) con due isoterme e due politropiche.

il ciclo di Ericsson (1853) caratterizzato da due isoterme e due isobare; il ciclo di Reitlinger (1873) con due isoterme e due politropiche. 16 Il ciclo di Stirling Il coefficiente di effetto utile per il ciclo frigorifero di Carnot è, in base alla (2.9): T min ɛ =. (2.31) T max T min Il ciclo di Carnot è il ciclo termodinamico che dà il maggior

Dettagli

La Termodinamica è la disciplina che si occupa dello studio degli scambi di energia e di materia nei processi fisici e chimici

La Termodinamica è la disciplina che si occupa dello studio degli scambi di energia e di materia nei processi fisici e chimici La Termodinamica è la disciplina che si occupa dello studio degli scambi di energia e di materia nei processi fisici e chimici Materia = tutto ciò che possiede una massa ed occupa uno spazio Energia =

Dettagli

2- (aq) + Zn (s) Zn 2+ (aq) + SO 4. Semi-reazione di ossidazione: in cui una specie chimica perde elettroni

2- (aq) + Zn (s) Zn 2+ (aq) + SO 4. Semi-reazione di ossidazione: in cui una specie chimica perde elettroni Reazioni con trasferimento di elettroni Modifica della struttura elettronica attraverso uno scambio di elettroni: Una ossidazione può avvenire soltanto se avviene contemporaneamente una riduzione (reazioni

Dettagli