um isotherm ein unendlich großes Volumen zu erreichen). Die Löslichkeitsparameter von Diethylether, Tetrachlorkohlenstoff und Dioxan liegen in den Bereichen 7–8, 8–9 bzw. 10–11. (a) Leiten Sie eine praktisch anwendbare Gleichung zur Berechnung der Isothermen der Änderung der reduzierten Inneren Energie ΔUr(Tr, Vr)her, die alsdefiniert ist. (b) Stellen Sie ΔUr als Funktion von pr für die Isothermen Tr = 1, 1.2, 1.5 im Bereich des reduzierten Drucks, für den 0.7 ≤ Vr ≤ 2 ist, grafisch dar. (c) Stellen Sie δ als Funktion von pr für die Isothermen von Kohlendioxid Tr = 1, 1.5 im Bereich des reduzierten Drucks, für den 1 ≤ Vr ≤ 3 ist, grafisch dar. In welchem Druckbereich (bei Tr = 1) hat Kohlendioxid als Lösungsmittel ähnliche Eigenschaften wie flüssiger Tetrachlorkohlenstoff? Hinweis: Lösen Sie die Aufgabe mithilfe einer mathematischen Software oder einer Tabellenkalkulation.3 4.23 ‡ Die seit langem bekannte Verbindung Methan ist nach wie vor Gegenstand von Forschungsarbeiten, da sie als Bestandteil von Erdgas, einem wichtigen fossilen Brennstoff, praktische Bedeutung besitzt. Friend und Mitarbeiter veröffentlichten eine Übersicht über thermophysikalische Eigenschaften von Methan (D. G. Friend, J. F. Ely, H. Ingham, J. Phys. Chem. Ref. Data 18 (1989) 583), die unter anderem folgende Angaben zur Phasengrenze zwischen Flüssigkeit und Dampfenthält:T/K100108110112114120p/MPa0.0340.0740.0880.1040.1220.192T/K130140150160170190p/MPa0.3680.6421.0411.5932.3294.521(a) Stellen Sie die Phasengrenzlinie grafisch dar. (b) Berechnen Sie den Standardsiedepunkt von Methan. (c) Berechnen Sie die Standardverdampfungsenthalpie von Methan. Gegeben sind die molaren Volumina von Flüssigkeit und Dampf am Standardsiedepunkt, 3.8 × 10–2 bzw. 8.89 dm3 mol–1.
4 4.24 ‡ Diamant, eine Modifikation von Kohlenstoff, ist das härteste bekannte Material und der beste bekannte Wärmeleiter. Aus diesen Gründen wird Diamant in der Industrie verbreitet als Schleif- und Poliermittel eingesetzt. Leider lässt sich Diamant nur schwer aus den leichter verfügbaren Modifikationen des Kohlenstoffs wie Graphit herstellen. Um sich dies vor Augen zu führen, sollen Sie den Druck berechnen, der erforderlich ist, um Graphit bei 25 °C in Diamant umzuwandeln. Die folgenden Daten gelten für 25 °C und 100 kPa. Das spezifische Volumen Vs und κT sollen nicht vom Druck abhängen.GraphitDiamantΔB G⦵/(kJ mol–1)0+2.8678Vs/(cm3 g–1)0.4440.284κT/kPa3.04 × 10–80.187 × 10–8
Notes
1 1) Neuere Forschungsarbeiten deuten darauf hin, dass auch Wasser eine suprafluide Phase haben könnte.
2 2) Ein metallischer Leiter ist ein Stoff, dessen elektrische Leitfähigkeit mit steigender Temperatur abnimmt. Ein Supraleiter leitet elektrischen Strom oh ne Widerstand. Näheres dazu erfahren Sie in Kapitel 19.
3 3) Die mit dem Symbol ‡ gekennzeichneten Aufgaben wurden von Charles Trapp, Carmen Giunta und Marshall Cady beigesteuert.
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