شیمی فیزیک ۱ را با یک برگه فرمول خوب و بیست مسئله حل‌شده می‌شود جمع کرد. این صفحه هر دو را دارد: نمونه سوال شیمی فیزیک 1 با پاسخ تشریحی و برگه‌ای که شب امتحان کنار دستتان باشد.
برگه فرمول
- گاز ایده‌آل: PV = nRT
- واندروالس: (P + an²/V²)(V − nb) = nRT
- کار انبساط برگشت‌پذیر هم‌دما: w = −nRT ln(V₂/V₁)
- قانون اول: ΔU = q + w
- آنتالپی: H = U + PV
- آنتروپی فرایند برگشت‌پذیر: ΔS = qrev/T
- گیبس: ΔG = ΔH − TΔS
- تعادل: ΔG° = −RT ln K
مسئله حل‌شده ۱
یک مول گاز ایده‌آل در ۲۹۸ کلوین به‌طور برگشت‌پذیر و هم‌دما از ۱۰ به ۲۰ لیتر منبسط می‌شود. کار؟
w = −(۱)(۸٫۳۱۴)(۲۹۸) ln 2 ≈ −۱۷۱۷ ژول. علامت منفی یعنی سیستم روی محیط کار انجام داده است. چون فرایند هم‌دماست، ΔU = ۰ و q = +۱۷۱۷ ژول.
مسئله حل‌شده ۲
برای واکنشی ΔH = −۱۰۰ kJ و ΔS = −۲۰۰ J/K. در چه دمایی خودبه‌خودی است؟
ΔG < ۰ وقتی T < ΔH/ΔS = ۱۰۰۰۰۰/۲۰۰ = ۵۰۰ K. پس زیر ۵۰۰ کلوین خودبه‌خودی است.
سوال مفهومی
چرا گازهای حقیقی در فشار بالا از قانون گاز ایده‌آل انحراف دارند؟ — چون حجم مولکول‌ها و نیروهای بین‌مولکولی دیگر قابل چشم‌پوشی نیست؛ ضرایب a و b واندروالس همین دو اثر را اصلاح می‌کنند.
نکته پیام نور
کد درس در پیام نور ۱۳۱۷۱۱۹ است و سوالات ترکیبی از تستی و تشریحی‌اند. سوالات سال‌های مختلف، همراه پاسخ، در این مجموعه آمده و رایگان است. مرتبط: ترمودینامیک ۱ مهندسی شیمیپیشنهاد آخر: هر مسئله را پیش از نگاه کردن به حل، روی کاغذ امتحان کنید و واحدها را در هر مرحله بنویسید. بیشتر نمره‌های از دست رفته شیمی فیزیک، از تبدیل اشتباه واحد (لیتر به متر مکعب یا کالری به ژول) می‌آید، نه از ندانستن فرمول.
پیش از آزمون، یک بار کل این صفحه را بخوانید و سپس با نمونه سوال‌ها تمرین کنید؛ ترتیب مطالعه مهم است.
گازها و ترمودینامیک؛ جای اشتباه‌های رایج
در شیمی فیزیک، بیشتر داوطلبان در تبدیل واحدها و در علامت گرما و کار اشتباه می‌کنند. قبل از حل هر مسئله، واحد فشار و دما را یک بار بررسی کنید؛ دما باید به کلوین باشد و فشار هم در واحدی که با ثابت گاز سازگار است. این یک گام کوتاه است اما بسیاری از پاسخ‌های غلط را حذف می‌کند.
حل مسئله‌ی گاز کامل
برای مسئله‌های گاز کامل، ابتدا بنویسید کدام کمیت ثابت است: دما، فشار یا حجم. سپس قانون مربوط را انتخاب کنید. اگر دو حالت گاز در مسئله آمده‌اند، معادله را برای هر حالت جداگانه بنویسید و بعد نسبت‌ها را بگیرید. این ترتیب در امتحان هم وقت را کم می‌کند.
در پاسخ تشریحی، هر مرحله را با یک جمله توضیح دهید. نمره‌ی بیشتری برای دلیل هر گام داده می‌شود، نه فقط عدد نهایی.
تحلیل آنتروپی و جهت فرایند
یکی از مفاهیمی که در سؤال‌های ترمودینامیک بیشتر دیده می‌شود، جهت خودبه‌خودی فرایند است. داوطلبان معمولاً فقط به علامت گرما توجه می‌کنند، در حالی که تغییر آنتروپی جهان مهم‌تر است. قبل از پاسخ دادن، بپرسید آیا فرایند در شرایط داده‌شده خودبه‌خودی است یا نه.
در مرور، برای هر فرایند یک جدول کوتاه بسازید: گرما، کار، تغییر انرژی درونی و تغییر آنتروپی. وقتی جدول را از حفظ پر کنید، سؤال‌های ترکیبی دیگر سخت به نظر نمی‌آیند.
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.