Espansione Isoterma Reversibile di Gas Ideale

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Questions and Answers

Qual è la variazione di energia interna per un'espansione isoterma di un gas ideale?

ΔE > 0

ΔE < 0

ΔE = 0 (correct)

ΔE = nRT

Cosa rappresenta il segno negativo nella formula q = -W per un'espansione di gas?

Il gas compie lavoro sull'ambiente circostante (correct)

L'energia interna aumenta

Il lavoro viene fatto sul gas

Il gas assorbe calore dal sistema

Qual è la relazione corretta tra la variazione di calore q e il lavoro W in un processo isoterma?

q = W

q = W/2

q = 2W

q = -W (correct)

Quale equazione rappresenta la variazione di entropia in un'espansione isoterma?

ΔS = n ln(Vi/Vf) Signup and view all the answers

Che valore assume ΔH per un’espansione isoterma di un gas ideale?

ΔH = 0 Signup and view all the answers

Come si modifica la formula dell'energia di Gibbs, ΔG, per un'espansione isoterma?

ΔG = ΔH - TΔS Signup and view all the answers

Cosa accade all'equazione di Gibbs quando si sostituisce ΔS per un'espansione isoterma?

Diventa ΔG = -T (n ln(Vi/Vf)) Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo alla pressione nel contesto dell'equazione dei gas ideali?

La pressione diminuisce per aumentare il volume Signup and view all the answers

Qual è la formula per l'energia di Gibbs di una soluzione caratterizzata dalla concentrazione di un soluto?

G = G° + n ln(c/c°) Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il pedice 'm' nelle equazioni dell'energia di Gibbs?

Energia di Gibbs molare Signup and view all the answers

In una miscela di gas ideali, come si calcola l'energia libera di Gibbs totale del sistema?

G = nA * mA + nB * mB + nC * mC Signup and view all the answers

Qual è il significato della variazione dell'energia di Gibbs in funzione della quantità di gas A?

ΔG è uguale a nA * (mA finale - mA iniziale). Signup and view all the answers

Cosa implica una costante di equilibrio K_eq maggiore di 1 in una reazione chimica?

Concentrazione prodotti > concentrazione reagenti Signup and view all the answers

Come può essere determinata la variazione dell'energia di Gibbs senza conoscere le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti all'equilibrio?

Utilizzando la relazione con K_eq Signup and view all the answers

Qual è il valore di riferimento della concentrazione standard in termini di molarità?

1 M Signup and view all the answers

In una miscela di gas, come si determina l'energia libera totale a variazione di uno dei gas?

Basandosi sulla somma pesata delle energie molari di Gibbs Signup and view all the answers

Study Notes

Espansione Isoterma Reversibile di un Gas Ideale

La variazione di energia interna (ΔE) è zero in un'espansione isoterma reversibile di un gas ideale, dato che l'energia interna dipende solo dalla temperatura (KE = 3/2 RT). Di conseguenza, la temperatura non varia e l'energia interna rimane costante.
Applicando il primo principio della termodinamica (ΔE = q + W), dove q è il calore scambiato e W è il lavoro compiuto, se ΔE = 0 allora q = -W.
Il lavoro compiuto (W) è dato da W = -PΔV, dove P è la pressione e ΔV è la variazione di volume. Il segno negativo indica che il gas compie lavoro sull'ambiente circostante durante l'espansione.
Quindi, q = PΔV.
Usando l'equazione dei gas ideali (PV = nRT), si ottiene P = nRT/V.
Sostituendo P nella formula per q, si ottiene q = nRT(ΔV/V).
Per calcolare la variazione di entropia (ΔS), si divide q per la temperatura (T): ΔS = q/T = nR(ΔV/V)/T = nRln(Vf/Vi), dove Vf e Vi sono i volumi finale e iniziale rispettivamente.
Integrando tra i volumi iniziale e finale, si ottiene ΔS = nRln(Vf/Vi).
Usando la legge di Boyle (P1V1 = P2V2), si ottiene ΔS = nRln(P1/P2). Il segno negativo indica che l'entropia è stata calcolata nel verso opposto, ma può essere scritto come: ΔS=nRln(Pi/Pf).
considerazione dell'equazione di Gibbs: ΔG = ΔH - TΔS
Per un'espansione isoterma di un gas ideale, ΔH = 0, (dato che ΔE=0, e ΔT=0).
Sostituendo ΔH=0 nella formula di Gibbs: ΔG = -TΔS.
Sostituendo l'espressione di ΔS e considerando la pressione in condizioni standard (1 atm), la formula finale sarà: ΔG = nRTln(Pi/Pf), e ΔG = nRTln(Pi/1atm). ΔG° = -nRT lnK.
L'equazione per l'energia di Gibbs in condizioni non standard può essere scritta come G = G° + nRTln(P/P°), dove P° è la pressione standard.
L'analogia per le soluzioni è data da G = G° + nRTln(c/c°), dove c è la concentrazione e c° è la concentrazione standard.
Dividendo la formula per n si ottengono le energie di Gibbs molari: G°m = Gm + R T ln ( c/c° ) e G°m = Gm + R T ln ( P/P°).
L'energia libera di Gibbs di una miscela di gas ideali è la somma delle energie libere molari dei singoli componenti: G = nAmA+nBmB+nCmC+...

Energia Libera in Condizioni Non Standard

La variazione di energia libera standard (ΔG°) è collegata alla costante di equilibrio (K) dalla relazione: ΔG° = -RTlnK.
Conoscendo ΔG°, si può calcolare K senza conoscere le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti all'equilibrio.
All'equilibrio, la concentrazione dei prodotti è maggiore di quella dei reagenti, e viceversa.

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Description

Questo quiz esplora la dinamica dell'espansione isoterma reversibile di un gas ideale. Scoprirai come l'energia interna e il lavoro compiuto si relazionano tra loro attraverso i principi della termodinamica. Testa la tua comprensione delle equazioni che governano il comportamento dei gas ideali e la variazione di entropia.