I I høgskln i sl EKSAMESPPGAVE Emn: Fysikalsk kjmi Grupp(r): 2KA Eksamnsppgavn bstår av: Antall sidr (inkl frsidn): 4+1 Emnkd: L040IK Dat: 08.06.04 Antall ppgavr: 5 Faglig vildr Ingrid Gigstad Eksamnstid 9:00-14:00 : Antall vdlgg: l Tillatt hjlpmidlr: KalKUlatr sm ikk kan kmmunisr md andr Tabllr.R; frmlsar - Kandidatn må slv kntrllr at ppgavsttt r fullstndig. Vd vntull uklarhtr i ppgavtkstn skal du rdgjør fr d frutstningr d lggr til grunn fr løsningn. Avdli niørutdannin
PPGAVE 1 (Tllr 26%) a) 2 ml idll gass kspandrrvrsiblt g istrmt vd 481 K fra 1 m3 til 2 m3 Hva blir AH, L\U, q g w fr prsssn? b) Brgn arbid (w) utført drsm prsssn i punkt a) frgår irrvrsiblt i stdt fr rvrsiblt. pplysningr: l Pa= l /m2 ) Hva blir ndringn i ntrpi fr i) dn rvrsibl prsssn gitt i a) g ii) dn irrvrsibl prsssn gitt i b). d) l ml undrkjølt vann md n tmpratur på -5, C frysr til is (P = l atm). Brgn ntrpindringn fr systmt når vannt frysr. pplysningr: Cp,m (vann) = 75,3 J/(ml K) Cp,m (is) = 37,7 J/(ml K) 6rusHm = 6,02 kl/ml PPGA VE 2 (Tllr 20%) Vi har følgnd lktrkjmisk ll: a) Skriv ligningn fr dn spntan llraksjnn. Hvilkn spnningn lvrr lln drsm [Ag i = [Zn21 = 1,0 M g tmpraturn r 25,0 C? pplysningr: E rd (Ag+/Ag) =,7996V E rd (Zn2+/Zn) = -0,7618 V b) Brgn spnningn fr lln drsm [Agj = 0,0250 M g [Zn2j = 0,0122 M vd 25,0 C. Hva r ndringn i fri nrgi fr dnn llraksjnn? Cllspnning sm funksjn av tmpraturn r gitt vd følgnd sammnhng (LlH g AS r antatt uavhngig av tmpraturn): Ml zf E(T) = - + T.fF Spnningn fr lln i punkt b) bl målt vd frskjllig tmpraturr, s Figur l ) Bnytt Figur 1 til å bstmm MI g AS fr llraksjnn gitt i b). 2
Figur 1. Cll spnning sm funksjn av tmpratur fr lln gitt i punkt b). PPGAVE 3 (Tllr 14%) Vdlgg l visr kkpunktsdiagrammt (tmpratur -sarnrnnstningsdiagrarnrnt) fr n idll blanding av 2 g 02. Diagrammt skal lvrs inn sm n dl av ksamnsbsvarlsn. Dt skal viss på diagrammt hvrdan svar på spørsmal i punkt b) r avlst. a) Skriv på diagrammt hvr d nklt fasn frliggr. Hva r sammnhngn mllm partialtrykk g mlbrøk i væskfas fr n idll blanding? b) l ml 204 dkmpnrr fullstndig slik at kun 2 g 2 danns: 204 (g) -+ 2 (8) + 2 D2 (g) Gassblandingn (2 g 02 ) avkjøls drttr til 72 K. Fra 72 K blir blandingn varmt pp til dn kkr. Vd hvilkn tmpratur r dt? Hva r sammnstningn av gassfasn sm r i likvkt md væskfasn i kkpunktt? ) Skissr damptrykksdiagrammt (trykk-sammnstningsdiagrammt) fr væskblandingn (72 K) ut i fra kkpunktsdiagrammt. PPGAVE 4 (Tllr 20%) a) Vann kkr, sm kjnt, vd 100,0 C når trykkt r 1,00 atm. Damptrykkt vr vann vd 90,0 C r 70,6 kpa. Brgn frdampningsntalpin til vann (vd 100 C). Hvilk frutstningr liggr til grunn fr brgningn? b) Smltntalpin fr is r 6,02 kl/ml, mns frdampningsntalpin fr vann vd C r 45,05 kl/ml. Hva blir sublimasjnsntalpin fr is? 3
) Kkpunktt vd 1 atm fr n vandig,15m (mlal) aci-iøsning r l,16 C, mns n,15m sukkrvannløsning kkr vd l,8 C. Frklar frskjlln i kkpunkt fr d t løsningn. PPGAVE 5 (Tllr 20%) a) dbryting av tanl i krppn skjr vd knstant hastight. Hva r raksjnns rdn? b) Vd høy tmpraturr bryts tylnksid nd til atyln g vann. Dnn ndbrytningn r n l. rdns raksjn. Vd 379 C r halvringstid n fr raksjnn 363 min. Hva r hastightsknstantn fr raksjnn vd 379 C? ) d) Aktivringsnrgin fr raksjnn gitt i b) r 217 kl/ml. Brgn hastightsknstantn fr raksjnn vd 450 C. Hvr mang prsnt av tylnksid har ragrt ttr 10 min vd 450 C? (Hvis du ikk brgnt hastightsknstantn i punkt ), kan du stt k = 0.2) 4
-.Q > m < :; C t-.,..., - C C "; C C.. t--. - U)-.. C"). al l >- Il) '> - Cal 0'. >- Il) X - " d.a b b d --g.. - 1 " 5 '"" E Cl) C.> ] = "E.Q C C t"i!. f. =' & ] a; &1..q æ CX) CX) )f 'JmJadwal,