ప్ర‌శ్న‌లు - జవాబులు

4 మార్కుల ప్రశ్నలు
1. హెస్ స్థిర ఉష్ణరాశి సంకలన నియమాన్ని తెలిపి, వివరించండి.
జ: హెస్ స్థిర ఉష్ణరాశి సంకలన నియమం: ఒక రసాయన చర్య ఒక దశలో జరిగినా, అనేక దశల్లో జరిగినా ఉష్ణరాశిలో మార్పు స్థిరంగా ఉంటుంది.
     ఉదా: C (గ్రాఫైట్)  +  O₂ (వా.)      CO (వా.)   H =  - 110.5  కి.జౌ.
     ఉదా: CO (వా.)  +   O₂ (వా.)    CO₂ (వా.)  H =  - 283  కి.జౌ.
     ఉదా: C (గ్రాఫైట్)  +  O₂ (వా.)   CO₂ (వా.)   

 H =   - 393  కి.జౌ.
హెస్ నియమం అనువర్తనాలు:
¤ రసాయన చర్యలో ఏర్పడే మధ్యస్థ అస్థిర పదార్థాల సంశ్లేషణోష్ణాలను పరోక్షంగా లెక్కించవచ్చు. 
¤   NaCl స్ఫటికాల స్ఫటిక జాలక శక్తిని లెక్కించవచ్చు.
¤   అతి నెమ్మదిగా జరిగే చర్యల చర్యోష్ణాన్ని లెక్కించవచ్చు.

2. సంఘటనోష్ణం, దహనోష్ణం, తటస్థీకరణోష్ణం, పరమాణీకరోణోష్ణాలను తెలిపి ప్రతి దానికి ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి.
జ: సంఘటనోష్ణం (సంశ్లేషణోష్ణం): ఒక మోల్ పదార్థం దాని మూలకాల నుంచి ఏర్పడినప్పుడు వెలువడే లేదా గ్రహించే ఉష్ణరాశి.
           ఉదా: H₂ (వా.)  +   O₂ (వా.)  H₂O (ద్ర.);   H = - 286 కి.జౌ.
దహనోష్ణం: ఒక మోల్ పదార్థాన్ని పూర్తిగా ఆక్సిజన్‌లో మండించినప్పుడు వెలువడే ఉష్ణరాశి.
           ఉదా: C (గ్రాఫైట్) + O₂ (వా.)  CO₂ (వా.);   H  =  - 393.5 కి.జౌ.
తటస్థీకరణోష్ణం: ఒక గ్రాము తుల్యాంక భారమున్న ఆమ్లం, ఒక గ్రాము తుల్యాంక భారం ఉన్న క్షారంతో పూర్తిగా తటస్థీకరణం చెందినప్పుడు వెలువడే ఉష్ణరాశి. 
                      HCl (జల) + KOH (జల)   KCl (జల) + H₂O (ద్ర);   H = -57.3 కి.జౌ.
పరమాణీకరణోష్ణం: ఒక మోల్ వాయుస్థితిలో ఉన్న అణువుల్ని అనుఘటక పరమాణువుగా విడగొట్టడానికి అవసరమయ్యే ఉష్ణరాశి
                   ఉదా: H₂ (వా.)    2H (వా.);  

 H =  43.5 కి.జౌ.

3. ఉష్ణధారణ అంటే ఏమిటి? C_p - C_v = R అని నిరూపించండి.
జ: ఒక పదార్థం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను 1^oºC పెంచడానికి అవసరమైన ఉష్ణరాశి.
ఆదర్శ వాయువుకు H = U + pV = U + nRT
1 మోల్ ఆదర్శ వాయువుకు  H =  U + pV
                               = U + RT
కానీ U = q_v = C_vT;  H = q_p = C_p 

T
  H = U + RT
C_pT = C_v T + RT         C_p = C_v + R
                                  C_p - C_v = R 

4. లాటిస్ ఎంథాల్పీ అంటే ఏమిటి? NaCl స్ఫటికాలకు దీన్ని ఎలా కనుక్కొంటారు?
జ: అనంత దూరంలో ఉన్న కాటయాన్లు, ఆనయాన్లను (తగు సంఖ్యలో) దగ్గరకు చేర్చి 1 మోల్ అయానిక ఘన స్ఫటికాన్ని ఏర్పరిచేటప్పుడు ఎంథాల్పీలో వచ్చే మార్పు. NaCl స్ఫటికాల ఎంథాల్పీని పరోక్షంగా బార్న్ హేబర్ వలయం నుంచి కనుక్కోవచ్చు.

          

      = 411.2 + 108.4 + 121 + 496 - 348.6              
      = 788 కి.జౌ. మోల్^-1

2 మార్కుల ప్రశ్నలు

5. విస్తార ధర్మాలు అంటే ఏమిటి?
జ: వ్యవస్థలోని ద్రవ్యం మొత్తం పరిమాణంపై ఆధారపడే ధర్మాలు.  
   ఉదా. ఎంట్రోపీ, ఎంథాల్పీ

6. గ్రహణ ధర్మాలంటే ఏమిటి?
జ:  గ్రహణ ధర్మాలు: వ్యవస్థలోని ద్రవ్య పరిమాణంపై ఆధారపడని ధర్మాలు.   ఉదా: బాష్పపీడనం, సాంద్రత.

7. అంతరిక శక్తి అంటే ఏమిటి?
జ: అంతరిక శక్తి (E) : ఒక పదార్థంలో అంతర్గతంగా కొంత పరిమాణంలో ఇమిడి ఉన్న శక్తి 
                      E  = E_p - E_R  
                      E = అంతరిక శక్తిలో మార్పు 

                     E_p  =  క్రియాజన్యాల అంతరిక శక్తి 
                    E_R  =  క్రియాజనకాల అంతరిక శక్తి

8. ఎంథాల్పీ అంటే ఏమిటి?
జ: ఎంథాల్పీ లేదా ఉష్ణపరిమాణం (H):  స్థిరపీడనం వద్ద వ్యవస్థ ఉష్ణ పరిమాణం 
                                  H = H_p - H_R
                  H = క్రియాజనకాల, క్రియాజన్యాల ఎంథాల్పీలో మార్పు 
      H_p = క్రియాజన్యాల ఎంథాల్పీ;   H_R = క్రియాజనకాల ఎంథాల్పీ 

9. ఎంట్రోపీ అంటే ఏమిటి?

జ: ఎంట్రోఫీ: వ్యవస్థలోని అణువుల క్రమరాహిత్యం. 

           ఎంట్రోఫీ  క్రమరాహిత్యం. 
          S వాయువు > S ద్రవం > S ఘనం    
  

10. పరమ ఎంట్రోపీ అంటే ఏమిటి?
జ: పరమ ఎంట్రోపీ: నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రమాణ స్థితిలో ఉన్న ఒక మోల్ పదార్థ ఎంట్రోపీ.

11. గిబ్స్ శక్తి అంటే ఏమిటి?
జ: గిబ్స్ శక్తి: ఎంథాల్పీ ఎంట్రోపి, పరమ ఉష్ణోగ్రతల లబ్ధాలకు మధ్య భేదం.
               G = H - TS

12. ఉష్ణగతిక శాస్త్ర రెండో నియమాన్ని నిర్వచించండి.
జ: ఉష్ణం చల్లని వస్తువు నుంచి వేడి వస్తువు వైపు తనంతట తానుగా ప్రవహించలేదు.

13. ఉష్ణగతిక శాస్త్ర మూడో నియమాన్ని తెలపండి.
జ: పరమ శూన్య ఉష్ణోగ్రత వద్ద పరిపూర్ణ, శుద్ధ స్ఫటిక పదార్థం ఎంట్రోపీ విలువ శూన్యం.

14. ఒక చర్యకు సమతాస్థితి స్థిరాంకం 10 అయితే  G- విలువ ఎంత?
  (R = 8.314 జౌల్. కెల్విన్^-1. మోల్^-1, T = 300 K)
జ: G^- = - 2.303 RT log K_p            

= - 2.303 × 8.314 × 10^-3 × 300 × log 10
= - 2.303 × 8.314 × 10^-3 × 300 × 1
=  - 5.744 కి.జౌ.మోల్^-1

15. కార్బన్‌ను CO₂ గా మార్చడానికి కావాల్సిన దహనోష్ణం - 393.5 కి.జౌ.మోల్^-1. అయితే C, O₂ల నుంచి 35.2 గ్రాముల CO₂ వాయువు ఏర్పడటంలో వెలువడే ఉష్ణం ఎంత?
జ: 44 గ్రాముల CO₂    - 393.5 కి.జౌ.మోల్^-1
   35.2 గ్రాముల CO₂        ?

16. CO(వా), CO₂ (వా), N₂O₄ (వా) సంశ్లేషణ ఎంథాల్పీలు వరుసగా -110, -393.81, 9.7 కి. జౌ.మోల్^-1 అయితే ఈ చర్యకు  ను కనుక్కోండి.
జ:  H = (3  CO2 +  N2O) - ( N2O4 + 3  CO)
            = [3 × (- 389) + 81]  - [9.7 + 3 (- 110)]
            = - 778 కి.జౌ.

17. 298 K వద్ద బాంబ్ కెలోరి మీటర్‌లో NH₂CN (వా)ను O₂ తో దహనం చెందించగా U విలువ -742.7 కి.జౌ.మోల్^-1 అని తెలిసింది. అయితే అదే ఉష్ణోగ్రత (298 K) వద్ద ఎంథాల్పీ చర్యలో వచ్చే మార్పును లెక్కించండి.
జ: NH₂CN (వా) + 1   O₂ (వా) 

N₂ (వా) + CO₂ (వా) + H₂O (ద్ర) 
      n_g = (1 + 1) - (1 + 1 )  =    =  0.5
 H =  U +  nRT = - 742.7 + (- 0.5 × 8.314 × 10^-3 × 298) = - 743.9 కి.జౌ.