Standardna sprememba entalpije pri fizikalnih procesih

Ikona poučevalne enote Kaj se boste naučili v tem poglavju?
V tem poglavju boste spoznali tipične fizikalne procese in standardno spremembo entalpije pri teh procesih. Naučili se boste tudi izračunati, koliko toplote je potrebno ali pa se sprosti, ko poteče fizikalni proces.

Ikona poučevalne enote Uvod

Med fizikalne procese spadajo npr. sprememba agregatnega stanja snovi, raztapljanje in razredčevanje. Tako kot kemijske reakcije so tudi fizikalni procesi povezani s spremembo energije v obliki toplote, ki jo imenujemo standardna sprememba entalpije; navedemo pa tudi, za kateri proces gre.

Sprememba agregatnega stanja snovi je enostavnejši fizikalni proces. Standardna talilna entalpija vode je npr. sprememba entalpije pri procesu taljenja enega mola ledu pri 100 kPa in tališču vode, ki je 0 oC oziroma 273,15 K. Proces je endotermen, ker je potrebno toploto dovajati. Podobno velja za izparevanje.


Kakšen proces je izparevanje?


Ikona poučevalne enote Film: taljenje ledu

Oglejte si poskus in odgovorite na spodnja vprašanja.


Ikona vprašanja poučevalne enote Standardna talilna entalpija

Proces taljenja ledu lahko opišemo z enačbo:

H2O(s) → H2O(l)

Za ta proces znaša standardna talilna entalpija 6,01 kJ/mol pri 273,15 K.

Izberite pravilni odgovor.

       
Taljenje je eksotermen proces.
Za stalitev dveh molov ledu je potrebno dovesti 12,02 kJ toplote.
Pri taljenju masla v ponvi se energija sprošča.
Za strditev ledu je potrebno energijo dovesti.

Ikona vprašanja poučevalne enote Koliko toplote?

Koliko toplote je potrebno dovesti, da stalimo pet molov ledu pri 0 oC ?

       
6,01 kJ
12,02 kJ
30,05 kJ
36,06 kJ

Ikona vprašanja poučevalne enote Strjevanje

Strjevanje je proces, kjer preide tekočina v trdno snov. Temu procesu rečemo v primeru vode tudi zmrzovanje. Proces poteka torej v nasprotni smeri, kot poteka taljenje - toplota se pri strjevanju sprošča.

Koliko toplote se sprosti pri strjevanju enega mola tekoče vode pri 0 oC?

       
3,05 kJ
6,01 kJ
9,06 kJ
12,0 kJ

Ikona poučevalne enote Izparilna entalpija tekočin
Standardna izparilna entalpija tekočine je sprememba entalpije pri procesu izparevanja enega mola tekočine pri 100 kPa in temperaturi vrelišča tekočine.

Ikona vprašanja poučevalne enote Izparevanje vode

Proces izparevanja npr. vode lahko opišemo z enačbo:

H2O(l) → H2O(g)

Za ta proces znaša standardna izparilna entalpija 40,6 kJ/mol pri 100 oC. Katera trditev je pravilna?

Gejzir. Vir: Wikipedia.

       
Izparevanje je eksotermen proces.
Za izparevanje dveh molov tekoče vode je potrebno dovesti 60 kJ toplote.
Pri izparevanju etanola se energija sprošča.
Za izparevanje enega mola vode je potrebno dovesti 40,6 kJ energije v obliki toplote.

Ikona vprašanja poučevalne enote Izračunajte.
Koliko toplote moramo dovesti, da izparimo 1 kg tekoče vode?
       
203 kJ
406 kJ
2256 kJ
4502 kJ

Ikona vprašanja poučevalne enote Izparevanje etanola

Proces izparevanja etanola lahko opišemo z enačbo:

C2H5OH(l) → C2H5OH(g)

Za ta proces znaša standardna izparilna entalpija 43,5 kJ/mol pri vrelišču etanola 352 K.

Koliko toplote je potrebno dovesti pri navedeni temperaturi in tlaku, da izparimo 5 mol etanola?

       
43,5 kJ
217,5 kJ
87,0 kJ
215,5 kJ

Ikona vprašanja poučevalne enote Metanol
Za izparevanje metanola je potrebno dovesti 35,3 kJ/mol toplote pri tlaku 100 kPa in vrelišču 337,2 K. V primerjavi z etanolom je za izparevanje metanola potrebno dovesti
       
več toplote
enako količino toplote
manj toplote
toplote za potek tega procesa sploh ni potrebno dovajati

Ikona vprašanja poučevalne enote Kondenzacija

Kondenzacija imenujemo proces, pri katerem preide snov iz plinastega agregatnega stanja v tekoče agregatno stanje. Ta proces je obraten procesu izparevanja. Pri kondenzaciji se toplota sprošča.

Koliko toplote se sprosti pri kondenzaciji enega mola metanola pri 100 kPa in 337,2 K?

  
70,6 kJ
106 kJ
35,3 kJ
17,6 kJ