zadaci i test

Zadaci I testZadaci I test

Fizičke osobine molekulaFizičke osobine molekula

Opšti kurs fizičke hemije II

Molarna zapremina

M

Vm

Parahor: 4/14/1

mVM

P

Indeks prelamanja:rrr

i

v

v

N

Nn

sin

sin

2

1

1

21,2

Molarna refrakcija: M

n

nR

2

12

2

Smeše:

22112

2

2,1

22112,1

2

1 MxMx

n

nR

RxRxR

2

2

3

3

1

1 )100)(1()1(1001

pnn

pn

Apsorbancija:I

ITabcA ologlog

Specifična refrakcija: wllml

100100

Indukovani dipolni momenat: FFpi '4 0

Molarna polarizacijanepolarnih molekuladistorziona:

'3

4

3

1

2

1

2

1

0

2

2

AA

r

rmD

NN

M

n

nMP

Permanentni dipolni momenat:

kT

Fpp

3

2

Ukupni dipolni momenat: ppp i

Mozoti-Klauzijusovajednačina

Električne osobine

Molarna polarizacijapolarnih molekula-orijentaciona:

kT

pNP AmO 33

1 2

0

Ukupna molarna polarizacija:

M

kT

pNP

r

r

o

Am

2

1

33

2

Smeše: 22112,1 PxPxP

22112,1 2

1 MxMxP

r

r

Relativna magnetna permeabilnost

oor C

C

262127 102566,1104 NAsmJCo

Molarnasusceptibilnost:

mmasm VM

M

Magnetizacija: HM

Indukcija:HMH

HHB

oo

r

)1()(0

1 r

Dijamagnetizam

Indukovani magnetniMomenat:

2

2

2

6i

ei r

cm

Hem

H

mN

n

V

HV

mnN

n

V

H

MV iAoiAo

mm

n

i

e

Aom r

cm

eN 2

2

2

6

Paramagnetizam

HkT

mm

3

2Permanentni magnetni

Momenat:

oA

mAom N

kTm

kT

mN

3

3

2

Klasičnateorija

HkT

gmJJm o 3

)1( 22

Aom NkT

gmJJ

3

)1( 22

Kvantnateorija

Apsorbancija:I

ITabcA ologlog

Specifična refrakcija: wllml

100100

Napon pare i tačka ključanjaNapon pare i tačka ključanjaTrutonovo pravilo:Trutonovo pravilo:

Remzi-Jungovo pravilo:Remzi-Jungovo pravilo:

Diringovo pravilo:Diringovo pravilo:

Guldbergovo pravilo:Guldbergovo pravilo:

molKJRT

HS

ntk

ntkispmntkispm /3,875,10,,

,,

.'

'

'

constT

T

T

T

pB

A

pB

A

.'

'

constTT

TT

BB

AA

3/2c

ntk

T

T

Napon pareNapon pareKlapejronova jednačina:Klapejronova jednačina:

Klauzijus-Klapejronova jednačina:Klauzijus-Klapejronova jednačina:

Zavisnost napona pare od pritiska:Zavisnost napona pare od pritiska:

)(,

tm

pm

ispm

VVT

H

dT

dp

12

,

1

2

2

,

11

303,2log

ln

TTR

H

p

p

RT

H

dT

pd

ispm

ispm

RT

PPVpp

RT

dPV

p

dp tm

tm )(

exp 2121

Površinski naponPovršinski napon

S

nTP

GA

G

,,

dT

dTH S

cosČČG TGT ABAAČČB cos

ČTTGČGČTw Athezioni rad

TGTTw 2 Kohezioni rad

1cos TG

ČTw

AABw 2 Uslov razastiranja

rP

2 Razlika pritisaka

cos2

1 rgh

RTr

Vpp m2

exp0Kelvinova jednačina

)6()( 3/2 TTkMv csp

n

cT

T

10 )(

'

3/2

TTkM

c

4)'( C

Viskoznost tečnosti Viskoznost tečnosti

dx

dvAF Njutnov zakon

tRVl

PP 421

8

)(

v

gr )'(

9

2 2

RT

EA visexp

spsp RTv

BCv exp2/1

RT

VPB m

exp

Zadatak Zadatak 11..

Molarne refrakcije za CHMolarne refrakcije za CH44 i C i C22HH66 su 6,8 i su 6,8 i

11,4 respektivno, izračunati atomske 11,4 respektivno, izračunati atomske refrakcije za C i H.refrakcije za C i H.

Rešenje:Rešenje:2R(H)=2R(CH4)-R(C2H6)=13,6-11,4=2,2, 2R(H)=2R(CH4)-R(C2H6)=13,6-11,4=2,2, R(H)=1,1R(H)=1,1R(C)=R(CH4)-4R(C)=R(CH4)-41,1=2,41,1=2,4

Zadatak Zadatak 22..Indeks prelamanja gasovitog normalnog Indeks prelamanja gasovitog normalnog ugljovodonika, opšte formule Cugljovodonika, opšte formule CnnHH2n+22n+2, je 1,00139 pri , je 1,00139 pri

standardnim uslovima. Ako je R(H)=1,1 cmstandardnim uslovima. Ako je R(H)=1,1 cm33/mol, a /mol, a R(C)=2,42 cmR(C)=2,42 cm33/mol, odrediti bruto formulu /mol, odrediti bruto formulu ugljovodonika.ugljovodonika. Pretpostaviti da je gas u idealnom Pretpostaviti da je gas u idealnom gasnom stanju.gasnom stanju.

Rešenje:Rešenje: 75,20/22414200139,1

100139,1 32

2

molcmR

20,75=2,42n+1,1(2n+2)=4,62n+2,2 odakle je n=4 Bruto mol. formula: C4H10

Molarna refrakcija za kiseonik u etarskoj grupi je Molarna refrakcija za kiseonik u etarskoj grupi je 1,643, za metan je 6,818, a za dimetil etar 1,643, za metan je 6,818, a za dimetil etar (CH(CH33OCHOCH33) je 13,279. Izračunati molarnu ) je 13,279. Izračunati molarnu refrakciju za dietiletar.refrakciju za dietiletar.Rešenje:Rešenje:

R(CR(C22HH66)=R(CH)=R(CH33OCHOCH33)-R(O)=13,279-)-R(O)=13,279-1,643=11,6361,643=11,636

2R(H)=2R(CH2R(H)=2R(CH44)-R(C)-R(C22HH66)=2)=2

R(CHR(CH22)=R(CH)=R(CH44)-2R(H)=4,818)-2R(H)=4,818

R(CR(C22HH55OCOC22HH55)=R(CH)=R(CH33OCHOCH33)+2R(CH)+2R(CH22)=22,915.)=22,915.


Izračunati indeks prelamanja gasovitog Izračunati indeks prelamanja gasovitog broma na normalnim uslovima (0broma na normalnim uslovima (0ooC i 1 C i 1 atm) ako je molarna refrakcija broma pri atm) ako je molarna refrakcija broma pri tim uslovima 12,2 cmtim uslovima 12,2 cm33/mol./mol.

A) 1,0008A) 1,0008 B) 1,1000B) 1,1000

C) 1,1110C) 1,1110 D)1,0800D)1,0800

E) 1,3335E) 1,3335 F) 1,0002F) 1,0002

Zadatak 4.Zadatak 4.

44. Re. Rešenješenje

00082,1001088,1999456,0

001088,0000544,01000544,0

22414/2,121

2

1

2

1

2

1

2

22

13132

2

2

2

2

2

nn

nn

molcmmolcmV

Rn

n

Vn

nM

n

nR

m

m

Rastvor Co(NHRastvor Co(NH33))663+3+ koncentracije 0,003 koncentracije 0,003

mol/L propušta 75% upadne svetlosti mol/L propušta 75% upadne svetlosti talasne dužine 500 nm pri dužini optičkog talasne dužine 500 nm pri dužini optičkog puta od 1 cm. Izračunati procenat puta od 1 cm. Izračunati procenat apsorbovane svetlosti (apsorpciju) za apsorbovane svetlosti (apsorpciju) za rastvor koncentracije 0,002molLrastvor koncentracije 0,002molL-1-1..A) 9%A) 9% B) 25B) 25 C) 17,5C) 17,5D) 20D) 20 E) 22,5E) 22,5 F) 2,0F) 2,0


Rešenje:Rešenje:

%5,17100%5,82825,00833,0

1002,065,4165,411003,0

125,0log 11111

TT

cmmolLcmLmolAcmLmolbc

Ta


Zadatak 6Zadatak 6

Ugao Ugao specifične rotacije rastvora d-specifične rotacije rastvora d-etoksićilibarne kiseline u vodi je etoksićilibarne kiseline u vodi je

33,02 33,02 oodmdm-1-1gg-1-1cmcm33. Izračunati koncentraciju . Izračunati koncentraciju kiseline u rastvoru u g dmkiseline u rastvoru u g dm-3-3, ako je ugao , ako je ugao obrtanja ravni polarizovane svetlosti 2,02 obrtanja ravni polarizovane svetlosti 2,02 stepena a dužina polarimetarske cevi 20 cm.stepena a dužina polarimetarske cevi 20 cm.A) 0,00306 B) 0,0305A) 0,00306 B) 0,0305 C) 30,6C) 30,6

D) 136,1D) 136,1 E) 0,345 E) 0,345

6. Rešenje6. Rešenje

36,3002,332

100002,2

gdml

Vg

Primer 7: Indeks prelamanja gasovitog hlora na 20oC i 1 atm je 1,000768. Indeks prelamanja tečnog hlora na normalnoj tački ključanja je 1,385 a gustina je 1,56 g/mL. Izračunati zapreminsku polarizabilnosti hlora pri ovim uslovima.Rešenje:Za gasoviti hlor je molarna zapremina:

32423

3

332

2

35

11

1088,410022,64

31,123

4

3'

/31,122400000154,3

00154,0

2

1

/024,01001325,1

314,8293

cmcm

N

P

molcmcmM

n

nP

molmPa

molJKKMV

A

m

m

m

Rešenje:Za tečni hlor je molarna zapremina:

324

33

233

1022,4'

/65,10/5,45918,3

918,0

918,1/45,45/56,1

/9,70

cm

molcmmolcmP

nmolcmcmg

molgMV

m

m

Dobijene polarizabilnosti za razmatranja stanja hlora su u razumnoj saglasnosti.

Zadatak Zadatak 88..Na 0Na 0ooC, molarna polarizacija tečnog C, molarna polarizacija tečnog hlortrifluorida je 27,18cmhlortrifluorida je 27,18cm33molmol-1-1,, njegova gustina njegova gustina iznosi 1,89 gcmiznosi 1,89 gcm-3-3 ((a molarna masa 92,45 a molarna masa 92,45 g/molg/mol). Izračunati relativnu permitivnost ). Izračunati relativnu permitivnost tečnosti.tečnosti.Rešenje:Rešenje:

Kako je: Kako je:

to je:to je:

556,045,92

18,2789,1

2

11

133

gmol

molcmgcm

M

Pm

r

r

.8,4556,01

556,021

r


Molarna polarizacija fluorbenzenove pare je Molarna polarizacija fluorbenzenove pare je proporcionalna sa Tproporcionalna sa T-1-1 i iznosi 70,62cm i iznosi 70,62cm33molmol-1-1 pri pri 351,0K i 62,47 cm351,0K i 62,47 cm33molmol-1-1 pri 423,3K. Izračunati pri 423,3K. Izračunati polarizabilnost i dipolni momenat molekula.polarizabilnost i dipolni momenat molekula.

Rešenje:Rešenje:

A

mo

N

P

kT

p

3

3

2

)(311

3,

,'

2

PPNTTk

p

A

o

2259

123

13612312112

,

,2

10064,3

2,423

1

0,351

110022,6

10)47,6262,70(10381,110854,89

11))(/9(

mC

KKmol

molmJKmCJ

TT

PPNkp Ao

.7,1105,5 30 DCmp


221392

1001,13

3mCJ

kT

p

N

P

A

mo

Zadatak Zadatak 1010..Na osnovu delimično popunjene tablice, nacrtaj Na osnovu delimično popunjene tablice, nacrtaj semikvantitaivne zavisnosti polarizacija za svaku semikvantitaivne zavisnosti polarizacija za svaku supstanciju od 1/T. Obrati pažnju na relativne supstanciju od 1/T. Obrati pažnju na relativne odnose odsečaka i nagiba.odnose odsečaka i nagiba.

Jedinjenje Rm/cm3mol-1 p/D

Benzeno-dihlorbenzen

vodaetanol

26

3,812,8

31,81,7

Molarna refrakcija o-dihlorbenzena mora biti veća od one kod benzena, npr. 35 cm3/mol. Diploni momenat benzena treba da je nula jer molekul ima centar simetrije dok je diploni momenat o-dihlorbenzena veliki jer ima dve skoro paralelne polarne veze i recimo da iznosi 3. Zavisnosti na dijagramu su pravolinijske sa odsečkom Pm i nagibom srazmernim sa p2.

0.000 0.002 0.0040

20

40

60

80

Pm

/cm

3m

ol-

1

1/T

o-dihlorbenzen

benzen

etanol

voda

ZadatakZadatak 11 11..

Izračunati diploni momenat molekula u Izračunati diploni momenat molekula u kome su dipolni momenti veza 1,5 D i kome su dipolni momenti veza 1,5 D i 0,80D pod uglom od 109,500,80D pod uglom od 109,50oo..

Rešenje:Rešenje:

DD

pppppo 44,1)5,109cos8,05,128,05,1(

)cos2(2/122

2/121

22

21


Zapreminska polarizabilnost vode je Zapreminska polarizabilnost vode je 1,481,481010-24-24cmcm33; izračunati dipolni momenat ; izračunati dipolni momenat molekula, indukovan primenjenim molekula, indukovan primenjenim električnim poljem jačine 1kV/cm.električnim poljem jačine 1kV/cm.

Rešenje:Rešenje:

.9,4106,1

/100,11048,110854,84

4

35

533022112

,

DCm

mVmmCJ

FFp o

Zadatak 1Zadatak 133..Indeks prelamanja CHIndeks prelamanja CH22II22 je 1,732 za svetlost talasne dužine 656nm. Njegova gustina na 20 je 1,732 za svetlost talasne dužine 656nm. Njegova gustina na 20ooC je C je 3,32gcm3,32gcm-3-3. Izračunati zapreminsku polarizabilnost molekula na ovoj talasnoj dužini (. Izračunati zapreminsku polarizabilnost molekula na ovoj talasnoj dužini (εεoo= = M=267,8g/mol) M=267,8g/mol)Rešenje:Rešenje: gde je:gde je:

Stoga je:Stoga je:

Stoga je:Stoga je:

A

mo

N

R

3

2

12

2

r

rm

n

nMR

22139

2

2

12336

122112

2

2

1042,1

2732,1

1732,1

10022,61032,3

8,26710854,83

2

13

mCJ

molgm

gmolmCJ

n

n

N

M

r

r

A

o

.1028,1 323, cm

2211210854,8 mCJ

Zadatak 1Zadatak 144..

Dipolni momenat hlorbenzena je 1,57D a Dipolni momenat hlorbenzena je 1,57D a njegova zapreminska polarizabilnost je njegova zapreminska polarizabilnost je 1,231,231010-23-23cmcm33. Proceniti njegovu relativnu . Proceniti njegovu relativnu permitivnost na 25permitivnost na 25ooC, kada je gustina C, kada je gustina 1,173 g/cm1,173 g/cm3 3 (M=112,6g/mol).(M=112,6g/mol).

Rešenje:Rešenje:

kT

p

M

N

o

A

r

r

332

1 2

Odavde je: gde je:

x

xr

1

21

kT

p

M

Nx

o

A

33

2

Stoga je: Stoga je:

848.015,298/10381,13

)10336,357,1(1023,110854,84

6,11210854,83

10022,6/10173,1

23

23032922112

122112

12336

KKJ

CmmmCJ

gmolmCJ

molmgx

18848,01

848,021

r

Zadatak 16. Zadatak 16.

Ako je veza napona pare (u mmHg) i Ako je veza napona pare (u mmHg) i temperature (u temperature (u ooC)C) heksana (Cheksana (C66HH1414) data ) data

jednačinom:jednačinom:

a)a) odrediti napon pare na 25odrediti napon pare na 25ooC (u Pa)C (u Pa)

b)b) odrediti normalnu tačku ključanja.odrediti normalnu tačku ključanja.

4,224

1171876,6log

p

Zadatak 16. Zadatak 16. Rešenje:Rešenje:

a)a)

b)b)

kPaPa

atmPaatm

mmHgatmmmHgmmHgp

p

2.2067.20211

1)10132519947.0(

760)16.151(6.151

1807.2

695.4876,64.249

1171876,6

4,22425

1171876,6log

Co7.684,2249952,3

1171

9952.38808,2876,64.224

11714.224

1171876,68808.2760log

Zadatak 17. Zadatak 17. Napon pare neke tečnosti u temperatrskom Napon pare neke tečnosti u temperatrskom intervalu od 200 do 260 K zadovoljava izraz:intervalu od 200 do 260 K zadovoljava izraz:

a)Izračunati entalpiju isparavanja tečnosti.a)Izračunati entalpiju isparavanja tečnosti.

b) Odrediti normalnu tačku ključanja tečnosti.b) Odrediti normalnu tačku ključanja tečnosti.

KTTorrp

/

8.2501255.16)/ln(

a) a) Diferencijalni oblik K.K. jednačine je:Diferencijalni oblik K.K. jednačine je:

Gornju jednačinu ćemo stoga diferencirati po Gornju jednačinu ćemo stoga diferencirati po T:T:

2

ln

RT

H

dT

pd isp

molkJRHTRT

H

TdT

pdisp

isp /8.208.25018.25018.2501ln

222

Zadatak 17.Zadatak 17. Rešenje Rešenje

b) Rešenje:b) Rešenje:

Napon pare pri normalnoj tački ključanja mora biti Napon pare pri normalnoj tački ključanja mora biti jednak pritisku od 1 atm odn. 760mmHg jednak pritisku od 1 atm odn. 760mmHg

KTntk 02,260760ln255,16

8,2501


KTTorr

ntk /

8.2501255.16)/760ln(

DomaćiDomaći

Napon pare benzena između 10Napon pare benzena između 10ooC i 30C i 30ooC C

zadovoljava jednačinu:zadovoljava jednačinu:

a)a) Izračunati entalpiju isparavanja iIzračunati entalpiju isparavanja i

b)b) Izračunati normalnu tačku ključanja benzenaIzračunati normalnu tačku ključanja benzena

KTTorrp

/

178096,7)/log(

DomaćiDomaćiRešenjeRešenje

a)a)

b)b)

molkJHRT

H

TdT

Torrpd

KTTorrp

ispisp /08,34

34.4099)/ln(

/

303,21780303,296,7)/ln(

22

2

ln

RT

H

dT

pd isp

KT

KTTorr

3508808,297,7

1780/

178096,7)/760log(


Napon pare acetonitrila se menja Napon pare acetonitrila se menja sa sa temperaturom otemperaturom od 0,03 atm/step u blizini d 0,03 atm/step u blizini normalne tačke ključanja, koja je 80normalne tačke ključanja, koja je 80ooC. C. Izračunati entalpiju isparavanja (u Izračunati entalpiju isparavanja (u kkJ/mol).J/mol).

Rešenje:Rešenje:

112331

221112

2

1,31/101325108,3068,306

1

15,353082,003,0

kJmolmolmNmLatmmol

atm

stepmolLatmstepatmstep

dTP

dPRTH

RT

HP

dT

dP

isp

isp

Zadatak 19. Zadatak 19. Entalpija isparavanja neke teEntalpija isparavanja neke tečnosti je čnosti je 14.4kJ/mol na 180 K, njenoj 14.4kJ/mol na 180 K, njenoj TTntkntk. Molarna . Molarna

zapremina njene pare je 14.5L/mol a tečnosti zapremina njene pare je 14.5L/mol a tečnosti 115 cm115 cm33/mol na tački ključanja. Odrediti d/mol na tački ključanja. Odrediti dpp/d/dT T iz Klapejronove jednačine i proceniti procenat iz Klapejronove jednačine i proceniti procenat greške u vrednosti dgreške u vrednosti dpp/d/dT T kada se određuje izkada se određuje iz

Klauzijus-Klapejronove jednačine.Klauzijus-Klapejronove jednačine.


RešenjeRešenje

Klapejronova jednačina:Klapejronova jednačina:

Klauzijus-Klapejronova jednačina:Klauzijus-Klapejronova jednačina:

ispntk

isp

isp

isp

VT

H

V

S

dT

dp

KkPamolmK

molJ

dT

dp/56.5

/)1015.1105.14(180

/104.14343

3

%6.210042.5

42.556.5

/42.5)180(/314,8

10013.1/104.1422

53

2

KkPa

KKmolJ

PamolJ

RT

pH

dT

dp isp


Napon pare etilena je dat kao funkcija od temperature Napon pare etilena je dat kao funkcija od temperature sledećom jednačinom:sledećom jednačinom:

Izračunati Izračunati entalpiju ispatravanjaentalpiju ispatravanja etilena na njegovoj etilena na njegovoj normalnoj tački ključanja od -103.9normalnoj tački ključanja od -103.9ooCC

RešenjeRešenje

Iz izraza za zavisnost napona pare od temperature Iz izraza za zavisnost napona pare od temperature diferenciranjem po temperaturi dobijamo izraz:diferenciranjem po temperaturi dobijamo izraz:

303.210375.875.113.834303.2ln 3

2

TTdT

pd


Klauzijus-Klapejronova jednačina je data izrazom:Klauzijus-Klapejronova jednačina je data izrazom:

Stoga je: Stoga je:

Entalpija isparavanja etilena na njegovoj tački Entalpija isparavanja etilena na njegovoj tački ključanja je:ključanja je:

2

ln

RT

H

dT

pd isp

23 303.210375.875.113.834303.2 TTRH isp

molkJH isp /84.135.55219.2961921314.8


Normalna Normalna tačka ključanja piridina je 114tačka ključanja piridina je 114ooC. Na C. Na ovoj temperaturi gustina njegove pare je 2,5g/L ovoj temperaturi gustina njegove pare je 2,5g/L a gustina tečnosti 0,8000g/cma gustina tečnosti 0,8000g/cm33. Na izvesnoj . Na izvesnoj višoj temperaturi T´ tečnost se proširila tako da višoj temperaturi T´ tečnost se proširila tako da je njena gustina 0,7900g/cmje njena gustina 0,7900g/cm33. Izračunati ili . Izračunati ili proceniti sa objašnjenjem: a) toplotu proceniti sa objašnjenjem: a) toplotu isparavanja piridina b) tačku ključanja na vrhu isparavanja piridina b) tačku ključanja na vrhu planine gde je pritisak 740mmHg umesto 760 planine gde je pritisak 740mmHg umesto 760 mmHg i c) gustinu pare piridina na temperaturi mmHg i c) gustinu pare piridina na temperaturi T´.T´.

Rešenje:Rešenje:

a) Korišćenjem Trutonovog pravila dobijamo:a) Korišćenjem Trutonovog pravila dobijamo:

b)b)

molkJKH isp /67,3338787

KTTTR

Hb

bb

isp 38811

740

760ln ,

'

c) Iz zakona pravolinijskog dijametra zbir c) Iz zakona pravolinijskog dijametra zbir gustine parne i tečne faze gustine parne i tečne faze momože da se že da se smatra da je nepromenjljiv. Na 114smatra da je nepromenjljiv. Na 114ooC to je C to je 800+2,5=802,5g/L. Gustina pare na T´ je 800+2,5=802,5g/L. Gustina pare na T´ je onda 802,5-790=12,5g/L.onda 802,5-790=12,5g/L.

Napon pare CClNapon pare CCl44 raste za 4% po stepenu oko 25 raste za 4% po stepenu oko 25ooC. C.

Izračunati toplotu isparavanja (J/mol) i normalnu Izračunati toplotu isparavanja (J/mol) i normalnu tačku ključanja CCltačku ključanja CCl4 4 (K). Navesti sve pretpostavke i (K). Navesti sve pretpostavke i

aproksimacije uključene u izvođenje jednačine za aproksimacije uključene u izvođenje jednačine za određivanje toplote isparavanjaodređivanje toplote isparavanja..

Zadatak 2Zadatak 222.domaći.domaći

Rešenje:Rešenje:Koristi se K.K. jednačina. Prema njoj je (dP/P)/dT=0,04. Onda Koristi se K.K. jednačina. Prema njoj je (dP/P)/dT=0,04. Onda je toplota isparavanja je toplota isparavanja ΔHisp=0,04ΔHisp=0,048,3148,31429829822==29,533 29,533 kkJ/molJ/mol..Normalna tačka ključanja može da se procene iz Trutonovog Normalna tačka ključanja može da se procene iz Trutonovog zakona:Tb=zakona:Tb=2953329533//8787=33=3388 K. Pretpostavke i aproksimacije: I i II K. Pretpostavke i aproksimacije: I i II zakon termodinamike, ravnoteža između tečnosti i pare, zakon termodinamike, ravnoteža između tečnosti i pare, zanemarivanje molarne zapremine tečnosti u poređenju sa zanemarivanje molarne zapremine tečnosti u poređenju sa parom, pretpostavka idealnog ponašanja za paru.parom, pretpostavka idealnog ponašanja za paru.

PitanjaPitanja

Šta je molarna refrakcijaŠta je molarna refrakcija (molarna (molarna polapolarizacija, molarna zapremina, prizacija, molarna zapremina, paarahor) rahor) kakva je to veličina i koje jedinice ima u SI kakva je to veličina i koje jedinice ima u SI sistemu?sistemu?

Koje su glavne osobine tečnog (čvrstog) Koje su glavne osobine tečnog (čvrstog) stanja?stanja?

Šta je latentna toplota isparavanja (napon Šta je latentna toplota isparavanja (napon pare, tečka ključanja) i od čega zavisi?pare, tečka ključanja) i od čega zavisi?

Definisati kohezioni rad (athezioni rad) i Definisati kohezioni rad (athezioni rad) i napisati izraz kojim se može predstaviti. napisati izraz kojim se može predstaviti.

Šta je koeficijent viskoznosti (površinski Šta je koeficijent viskoznosti (površinski napon) i koja mu je jedinice u SI sistemu?napon) i koja mu je jedinice u SI sistemu?

Šta je apsorpcioni spektar a šta su Šta je apsorpcioni spektar a šta su hromofore? hromofore?

Čemu je jednaka električna permitivnost i Čemu je jednaka električna permitivnost i koje jedinice ima u SI sistemu?. koje jedinice ima u SI sistemu?.

Od ćega potiče dijamagnetizam i kod kojih Od ćega potiče dijamagnetizam i kod kojih supstancija se javlja?supstancija se javlja?

Koliko molekula cetanola (površine Koliko molekula cetanola (površine preseka 2,58preseka 2,581010-19-19mm22) može biti ) može biti adsorbovano na površinu sferne kapljice adsorbovano na površinu sferne kapljice dodekana radijusan17,8nm?dodekana radijusan17,8nm?

Rešenje:Rešenje:

Zadatak 2Zadatak 233. .

419292 1054,11058,2/)108,17(14,34/4 r

Ugao dodira za vodu na čistoj staklenoj Ugao dodira za vodu na čistoj staklenoj površini je skoro nula. Izračunati površini je skoro nula. Izračunati površinski napon vode na 20površinski napon vode na 20ooC kada C kada visina vode u cevi unutrašnjeg radijusa 0,3 visina vode u cevi unutrašnjeg radijusa 0,3 mm iznosi 4,96cm. Gustina vode na 20mm iznosi 4,96cm. Gustina vode na 20ooC C je 998,2kg/mje 998,2kg/m33..


RešenjeRešenje

mNghr

/0728,02

0003,00496,081,92,998

2

IIzračunati površinsku energiju jednog zračunati površinsku energiju jednog mola etanola na 25mola etanola na 25ooC kada je etanol C kada je etanol dispergovan do kapljica prečnika 500 dispergovan do kapljica prečnika 500 nm. Površinski napon etanola na 25nm. Površinski napon etanola na 25ooC C iznosi 22,8 mN/m a gustina 0,789 g/cmiznosi 22,8 mN/m a gustina 0,789 g/cm33 . .


RešenjeRešenjeZapremina kapljice etanola iznosi:Zapremina kapljice etanola iznosi:

Masa kapljice etanola je:Masa kapljice etanola je:

Ako je masa jednog mola etanola 46Ako je masa jednog mola etanola 461010-3-3kg tadakg tadamol etanola sadrži:mol etanola sadrži:

Površina kapljice etanola je:Površina kapljice etanola je:

Površina jednog mola etanola dispergovanog do kapljica Površina jednog mola etanola dispergovanog do kapljica prečnika 500 nm je:prečnika 500 nm je:

Čija je površinska energija:Čija je površinska energija:

32037 1054,6)105,2(14,33

4mmVk

kgVm kk1720 1016,51054,6789

kapljicakg

kgN k

14

17

3

10915,81016,5

1046

21327 1085,7)105,2(14,34 mmS k

21314 83,6991085,710915,8 mSNS kk

JSG S 956,1583,699108,22 3


Napon pare vode na 293,15 K je 0,024 atm, Napon pare vode na 293,15 K je 0,024 atm, površinski napon 72,75mN/m a gustina 0,997 površinski napon 72,75mN/m a gustina 0,997 g/cmg/cm33. Izračunati napon pare vode . Izračunati napon pare vode (u Pa) (u Pa) na istoj na istoj temperaturi kada je voda dispergovana u kapljice temperaturi kada je voda dispergovana u kapljice prečnika 20 nm.prečnika 20 nm.

RešenjeRešenje

108,0101/99715,293/314,8

/1075,72/1002,1822ln

83

33

mmkgKmolKJ

mNmolkg

rRT

M

p

p

PaPap 2708)108,0exp(10013,1024,0 5

Zadatak 2Zadatak 277. . Tečnost A ima dva puta veći površinski napon a upola manju gustinu Tečnost A ima dva puta veći površinski napon a upola manju gustinu od tečnosti B na 25od tečnosti B na 25ooC. Ako se nivo tečnosti u kapilari uronjenoj u C. Ako se nivo tečnosti u kapilari uronjenoj u tečnost A popne do visine od 1 cm onda će se u istoj kapilari uronjenoj tečnost A popne do visine od 1 cm onda će se u istoj kapilari uronjenoj u tečnost B nivo podići do visine od:u tečnost B nivo podići do visine od:

A) 0,25cmA) 0,25cm b) 0,5 cm c) 1cm d) 2 cmb) 0,5 cm c) 1cm d) 2 cm e) 4cm f) 10 cme) 4cm f) 10 cmKako je Kako je to je visina h srazmerna sa γ/r. Kako je to je visina h srazmerna sa γ/r. Kako je površinski napon tečnosti A 2 puta veći a gustina dva puta manja nego površinski napon tečnosti A 2 puta veći a gustina dva puta manja nego

kod tečnosti B to će visina biti četiri puta kod tečnosti B to će visina biti četiri puta manjamanja kod tečnosti B nego kod tečnosti B nego kod tečnosti A.kod tečnosti A.

B)Pri istim uslovima maksimalni pritisak mehura će biti kod tečnosti A :B)Pri istim uslovima maksimalni pritisak mehura će biti kod tečnosti A :a) 0,25 b) 0,5a) 0,25 b) 0,5 c) 1c) 1 d) 2d) 2 e) 4e) 4 f) 10 puta vrednosti tečnosti B.f) 10 puta vrednosti tečnosti B.Kako je maksimalni pritisak mehura znači srazmeranKako je maksimalni pritisak mehura znači srazmeran dvostrukom dvostrukom površinskom naponu, to će pritisak kod tečnosti A biti površinskom naponu, to će pritisak kod tečnosti A biti dvadva

puta veći nego kod tečnosti B.puta veći nego kod tečnosti B.

rgh

2

rP

2

ispH

Izračunati do koje će se visine (m) podići Izračunati do koje će se visine (m) podići nivo u kapilari poluprečnika 0,0234 cm nivo u kapilari poluprečnika 0,0234 cm kada se uroni u aceton čija je gustina 790 kada se uroni u aceton čija je gustina 790 kg/mkg/m33 a površinski napon 23,2 a površinski napon 23,21010-3-3N/m na N/m na temperaturi merenja.temperaturi merenja.

RešenjeRešenje

Zadatak 2Zadatak 288..

mmsmmkg

mN

grh 0256,0

000234,0/81,9/790

/102,232223

3

Zadatak Zadatak 2929. .

IIzračunati površinski napon anilina na 283 zračunati površinski napon anilina na 283 K ako se zna da je na temperaturi 293 K K ako se zna da je na temperaturi 293 K površinski napon anilina 43,4površinski napon anilina 43,41010-3-3 N/m, a N/m, a gustina 1022 kg/mgustina 1022 kg/m33. Molarna masa anilina . Molarna masa anilina je 93,1 g/mol. Pretpostaviti da je u je 93,1 g/mol. Pretpostaviti da je u posmatranom temperaturskom intervalu posmatranom temperaturskom intervalu gustina anilina konstanta.gustina anilina konstanta. Konstanta Konstanta k=2,12∙10k=2,12∙10-7-7JKJK--11molmol-2/3-2/3..

Zadatak Zadatak 2929. .

RešenjeRešenje

Iz jednačine:Iz jednačine:

Sledi da je:Sledi da je:

)6()( 3/2 TTkM

c

3/2

221

3/2

1

212 )(

MkTT

mNmolkg

mkgKJmolKmN /105,44

/0931,0

/1022)1012,20,10(/104,43 3

3/2313/273

2

ZaZadatak 3datak 300..

Odrediti energiju koja se oslobodi pri Odrediti energiju koja se oslobodi pri spajanju kišnih kapi pretpostavljajući da na spajanju kišnih kapi pretpostavljajući da na jedinicu površine zemljejedinicu površine zemlje S S padne sloj padne sloj debljine h.Smatrati da je prečnik kapi koje debljine h.Smatrati da je prečnik kapi koje stižu na zemlju k puta veći nego u stižu na zemlju k puta veći nego u visinama i da je d.visinama i da je d.

ZaZadatak 3datak 300..RešenjeRešenje

Zapremina kišnice koja padne na površinu SZapremina kišnice koja padne na površinu S

je V=Sh. Broj kapi prečnika d u tom sloju je N:je V=Sh. Broj kapi prečnika d u tom sloju je N:

33

36

6

1

23

4

d

ShNjeodakleShdN

dNV

Tih N kapi je dobijeno spajanjem N1 manjih kapi prečnika d/k: NkNjeodakle

k

dNdN 3

1

3

13

6

1

6

1

Oslobođena energija je:

)1(2

3)1(

4

6

)1(4444

3

2

2

23

22

2

2

1

kd

Shk

d

ShdQ

kNd

Nk

Nk

ddN

k

dNQ

Na horizontalnu podlogu sa visine H Na horizontalnu podlogu sa visine H padne kap žive mase m. Pri padu se ona padne kap žive mase m. Pri padu se ona razbije u n jednakih kapljica. Kolika razbije u n jednakih kapljica. Kolika količina toplote se oslobodi pri ovom količina toplote se oslobodi pri ovom procesu ako je površinski napon žive γ a procesu ako je površinski napon žive γ a gustina ρ. Smatrati da su kapljice gustina ρ. Smatrati da su kapljice ssfernog fernog oblika i da im je poluprečnik mnogo manji oblika i da im je poluprečnik mnogo manji od visine H.od visine H.



RešenjeRešenje

Kako je Kako je ::

Prema zakonu o Prema zakonu o održanju energije je:održanju energije je:

3/2

2

333

4

3

3

4

3

4

mR

nrRjetom

rnR

3/2

322

4

3)1(4)(4

m

nmgHQjeodatleQRnrmgH

3/2

32

22

4

3)1(4)1(4

m

nmgHR

rnRmgHQ

zadaci i test

Documents