రసాయన ఉష్ణగతిశాస్త్రం (Chemical Thermodynamics)

గుర్తుంచుకోవాల్సినవి

• అంతర్గత శక్తి (U), ఎంథాల్పీ (H), ఎంట్రోపీ (S), గిబ్స్ శక్తి (G) స్థితి ప్రమేయాలు (state functions); ఉష్ణం (q), పని (w) మార్గ ప్రమేయాలు (path functions).
• మొదటి నియమం: ΔU = q + w. వ్యవస్థపై జరిగిన పని ధనాత్మకం. స్థిర పీడనం వద్ద ఎంథాల్పీ మార్పు: ΔH = ΔU + ΔngRT.
• హెస్ నియమం: ఒక చర్యలో మొత్తం ఎంథాల్పీ మార్పు ఆ చర్య ఒకే దశలో జరిగినా లేదా అనేక దశలలో జరిగినా సమానంగా ఉంటుంది.
• స్థిర T, p వద్ద ఆకస్మికతను (spontaneity) నిర్ణయించేది ΔG = ΔH − TΔS. ΔG < 0 అంటే ఆకస్మికం, ΔG = 0 అంటే సమతాస్థితి, మరియు ΔG° = −2.303 RT log K.

వ్యవస్థ, పరిసరాలు మరియు ధర్మాలు

ఉష్ణగతిశాస్త్రం భౌతిక, రసాయన ప్రక్రియలతో పాటు జరిగే శక్తి మార్పులను అధ్యయనం చేస్తుంది. అధ్యయనం కోసం ఎంచుకున్న విశ్వంలోని భాగాన్ని వ్యవస్థ (system) అంటారు. దానితో శక్తిని లేదా పదార్థాన్ని పరస్పరం మార్చుకోగల మిగిలిన భాగమంతా పరిసరాలు (surroundings). వ్యవస్థను పరిసరాల నుండి ఒక సరిహద్దు (నిజమైనది లేదా ఊహాత్మకమైనది) వేరు చేస్తుంది.

వ్యవస్థ రకం	పదార్థ వినిమయం	శక్తి వినిమయం	ఉదాహరణ
తెరిచిన (Open)	అవును	అవును	తెరిచిన కప్పులో వేడి టీ
మూసిన (Closed)	కాదు	అవును	మూసివేసిన లోహ సిలిండర్‌లోని వాయువు
వివిక్త (Isolated)	కాదు	కాదు	ఆదర్శ మూసిన థర్మోస్ ఫ్లాస్క్‌లోని టీ

వ్యవస్థను దాని స్థితి (state) ద్వారా వర్ణిస్తారు. ఇది పీడనం (p), ఘనపరిమాణం (V), ఉష్ణోగ్రత (T), పరిమాణం (n) వంటి కొలవగల ధర్మాల ద్వారా నిర్ణయమవుతుంది.

• స్థితి ప్రమేయం: దీని విలువ వ్యవస్థ ప్రస్తుత స్థితిపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది, ఆ స్థితికి చేరిన మార్గంపై కాదు. ఉదాహరణలు: U, H, S, G, p, V, T.
• మార్గ ప్రమేయం: దీని విలువ మార్గంపై ఆధారపడుతుంది. ఉదాహరణలు: q మరియు w.
• విస్తృత ధర్మం (extensive property): పదార్థ పరిమాణంపై ఆధారపడుతుంది. ఉదాహరణలు: ద్రవ్యరాశి, ఘనపరిమాణం, అంతర్గత శక్తి, ఎంథాల్పీ, ఎంట్రోపీ, ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం.
• గాఢ ధర్మం (intensive property): పదార్థ పరిమాణంపై ఆధారపడదు. ఉదాహరణలు: ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, సాంద్రత, మోలార్ ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం, వక్రీభవన గుణకం.
• రెండు విస్తృత ధర్మాల నిష్పత్తి గాఢ ధర్మం అవుతుంది (సాంద్రత = ద్రవ్యరాశి/ఘనపరిమాణం).

ప్రక్రియల రకాలు: సమోష్ణ (isothermal) (T స్థిరం, ΔT = 0), సమపీడన (isobaric) (p స్థిరం), సమఘనపరిమాణ (isochoric) (V స్థిరం, కాబట్టి పీడన-ఘనపరిమాణ పనికి w = 0), స్థిరోష్ణక (adiabatic) (ఉష్ణ వినిమయం లేదు, q = 0).

పని, ఉష్ణం, అంతర్గత శక్తి మరియు మొదటి నియమం

అంతర్గత శక్తి (U) అంటే వ్యవస్థ మొత్తం శక్తి: గతిజ శక్తి, స్థితిజ శక్తి, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు కేంద్రకాల శక్తి. దీని పరమ విలువను కొలవలేము, ΔU ను మాత్రమే కొలవగలం. ఆదర్శ వాయువుకు U ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది.

శక్తి రెండు విధాలుగా మారవచ్చు: ఉష్ణం (q) ద్వారా మరియు పని (w) ద్వారా. ఇక్కడ వాడే గుర్తుల సంప్రదాయం ప్రకారం వ్యవస్థపై పని జరిగినప్పుడు w ధనాత్మకం, వ్యవస్థ పని చేసినప్పుడు రుణాత్మకం. వ్యవస్థ ఉష్ణాన్ని గ్రహించినప్పుడు q ధనాత్మకం.

ఉష్ణగతిశాస్త్ర మొదటి నియమం: వివిక్త వ్యవస్థ శక్తి స్థిరంగా ఉంటుంది. మూసిన వ్యవస్థకు:

ΔU = q + w

• స్థిరోష్ణక మార్పు (q = 0): ΔU = w.
• ఆదర్శ వాయువు సమోష్ణ మార్పు: ΔU = 0, కాబట్టి q = −w.

పీడన-ఘనపరిమాణ పని. స్థిర బాహ్య పీడనం pex కు వ్యతిరేకంగా వ్యాకోచానికి:

w = −pex ΔV (ΔV = Vfinal − Vinitial)

పీడనం bar లో, ఘనపరిమాణం లీటర్‌లో ఉంటే 1 L bar = 100 J. అలాగే 1 L atm = 101.3 J.

వ్యాకోచ రకం	నియమం	వాయువుపై జరిగిన పని (w)
స్వేచ్ఛా వ్యాకోచం (శూన్యంలోకి)	pex = 0	w = 0
అప్రతివర్తనీయ (స్థిర pex కు వ్యతిరేకంగా)	pex స్థిరం	w = −pex (V₂ − V₁)
సమోష్ణ ప్రతివర్తనీయ	ప్రతి దశలోనూ pex, p కంటే అత్యల్ప మొత్తంలో మాత్రమే భిన్నంగా ఉంటుంది	w = −2.303 nRT log (V₂/V₁)

ప్రతివర్తనీయ ప్రక్రియలో వ్యవస్థ ప్రతి దశలోనూ పరిసరాలతో సమతాస్థితిలో ఉంటుంది, పొందే పని గరిష్ఠ పని (maximum work). ఒకే ఆరంభ, తుది స్థితులకు, సమోష్ణ ప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచంలో పని పరిమాణం అప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచం కంటే ఎక్కువ. ఆదర్శ వాయువు సమోష్ణ స్వేచ్ఛా వ్యాకోచానికి q = 0, w = 0 మరియు ΔU = 0.

సాధించిన ఉదాహరణ 1. ఒక వాయువు 500 J ఉష్ణాన్ని గ్రహించి, పరిసరాలపై 200 J పని చేస్తుంది. ΔU కనుగొనండి.

q = +500 J, w = −200 J. ΔU = 500 − 200 = +300 J.

సాధించిన ఉదాహరణ 2. ఒక మోల్ ఆదర్శ వాయువు 300 K వద్ద 10 L నుండి 100 L కు సమోష్ణంగా, ప్రతివర్తనీయంగా వ్యాకోచిస్తుంది (log 10 = 1, R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹).

w = −2.303 × 1 × 8.314 × 300 × log 10 = −5744 J, సుమారు −5.74 kJ. ΔU = 0 కాబట్టి q = +5.74 kJ.

ఎంథాల్పీ మరియు ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం

స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద (pV పని లేదు) qV = ΔU. చాలా ప్రయోగశాల మరియు జీవ ప్రక్రియలలో పీడనం స్థిరం, కాబట్టి కొత్త స్థితి ప్రమేయాన్ని నిర్వచిస్తారు:

H = U + pV

స్థిర పీడనం వద్ద qp = ΔH. ఉష్ణమోచక చర్యలకు ΔH రుణాత్మకం, ఉష్ణగ్రాహక చర్యలకు ధనాత్మకం.

ΔH మరియు ΔU మధ్య సంబంధం:

ΔH = ΔU + Δng RT

Δng = (వాయు ఉత్పన్నాల మోల్‌లు) − (వాయు క్రియాజనకాల మోల్‌లు). ఘన, ద్రవ పదార్థాలను లెక్కించరు. R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹.

సాధించిన ఉదాహరణ 3. N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) కు 298 K వద్ద ΔH = −92.4 kJ. ΔU కనుగొనండి.

Δng = 2 − 4 = −2. ΔngRT = (−2)(8.314)(298) = −4955 J = −4.96 kJ.

ΔU = ΔH − ΔngRT = −92.4 + 4.96 = −87.4 kJ.

Δng = 0 అయితే ΔH = ΔU.

ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం (heat capacity). వ్యవస్థ ఉష్ణోగ్రతను 1 K పెంచడానికి కావలసిన ఉష్ణం దాని ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం (C), ఇది విస్తృత ధర్మం. q = C ΔT. మోలార్ ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం గాఢ ధర్మం.

రాశి	నియమం	సంబంధం
Cv	స్థిర ఘనపరిమాణం	qV = Cv ΔT = ΔU
Cp	స్థిర పీడనం	qp = Cp ΔT = ΔH
Cp − Cv	ఒక మోల్ ఆదర్శ వాయువు	= R

Cp, Cv కంటే ఎక్కువ, ఎందుకంటే స్థిర పీడనం వద్ద ఉష్ణంలో కొంత భాగం వ్యాకోచ పనికి ఉపయోగపడుతుంది. ఒక మోల్ ఆదర్శ వాయువుకు ΔU = Cv ΔT మరియు ΔH = Cp ΔT.

కొలత. ΔU ను బాంబ్ కెలోరీమీటర్ (bomb calorimeter) లో కొలుస్తారు; ఇది నీటి తొట్టిలో ఉంచిన, స్థిర ఘనపరిమాణం గల మూసిన ఉక్కు పాత్ర. విడుదలైన ఉష్ణం q = −C ΔT, ఇక్కడ C అనేది కెలోరీమీటర్ మరియు దానిలోని పదార్థాల ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం. ΔH ను స్థిర పీడనం వద్ద, ఉదాహరణకు తెరిచిన కెలోరీమీటర్‌లో, కొలుస్తారు.

ప్రామాణిక ఎంథాల్పీ మార్పులు

ఒక పదార్థం యొక్క ప్రామాణిక స్థితి (standard state) అంటే 1 bar పీడనం, నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత (సాధారణంగా 298 K) వద్ద దాని శుద్ధ రూపం. ప్రామాణిక ఎంథాల్పీ మార్పులకు ° గుర్తు ఉంటుంది.

ఎంథాల్పీ	అర్థం	ఉదాహరణ
చర్య (ΔrH°)	అన్ని జాతులూ ప్రామాణిక స్థితులలో ఉన్నప్పుడు చర్య ఎంథాల్పీ మార్పు	N₂ + 3H₂ → 2NH₃
సంయోగం (ΔfH°)	మూలకాలను వాటి అత్యంత స్థిర (ప్రమాణ) రూపాలలో నుండి 1 mol సమ్మేళనం ఏర్పడటం	C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g)
దహనం (ΔcH°)	ఆక్సిజన్‌లో 1 mol పదార్థం పూర్తిగా మండటం	CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)
పరమాణూకరణం (ΔaH°)	పదార్థం నుండి 1 mol వాయు పరమాణువులు ఏర్పడటం	CH₄(g) → C(g) + 4H(g)
బంధ వియోగం (ΔbondH°)	వాయు అణువులలో ఒక నిర్దిష్ట బంధం 1 mol విచ్ఛిన్నం కావడం; ఎల్లప్పుడూ ధనాత్మకం	H₂(g) → 2H(g)
ద్రవీభవనం (ΔfusH°)	1 mol ఘనం దాని ద్రవీభవన స్థానం వద్ద ద్రవంగా మారడం	H₂O(s) → H₂O(l)
బాష్పీభవనం (ΔvapH°)	1 mol ద్రవం దాని బాష్పీభవన స్థానం వద్ద బాష్పంగా మారడం	H₂O(l) → H₂O(g)
ఉత్పతనం (ΔsubH°)	1 mol ఘనం బాష్పంగా మారడం	I₂(s) → I₂(g)
అయనీకరణం (ΔiH°)	వాయు పరమాణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్ తొలగింపు	Na(g) → Na⁺(g) + e⁻
ద్రావణం (ΔsolH°)	1 mol పదార్థాన్ని అధిక మొత్తంలో ద్రావణిలో కరిగించడం	NaCl(s) + aq → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)
జలయోజనం (ΔhydH°)	వాయు అయాన్లు జలయోజితం కావడం	Na⁺(g) + aq → Na⁺(aq)
జాలక (ΔlatticeH°)	1 mol అయానిక ఘనం వాయు అయాన్లుగా విఘటనం చెందడం; ఎల్లప్పుడూ ధనాత్మకం	NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g)

ముఖ్యాంశాలు:

• ప్రమాణ స్థితిలోని మూలకం ΔfH° సున్నా. కార్బన్‌కు ప్రమాణ స్థితి గ్రాఫైట్ (వజ్రం కాదు). O₂(g), H₂(g) లకు ΔfH° = 0, కానీ O₃(g) కు కాదు.
• సంయోగ ఎంథాల్పీల నుండి చర్య ΔH°: ΔrH° = Σ ΔfH°(ఉత్పన్నాలు) − Σ ΔfH°(క్రియాజనకాలు).
• ΔsubH° = ΔfusH° + ΔvapH° (ఒకే ఉష్ణోగ్రత వద్ద).
• ΔsolH° = ΔlatticeH° + ΔhydH°. ఈ రెండు పదాలూ పెద్దవి, వ్యతిరేక గుర్తులు కలవి కాబట్టి లవణం చిన్న నికర విలువతో కరుగుతుంది.
• విలోమ చర్య ఎంథాల్పీ పరిమాణం సమానం, గుర్తు వ్యతిరేకం. చర్యను n తో గుణిస్తే ΔH ను n తో గుణించాలి.
• బోర్న్-హేబర్ చక్రం (Born-Haber cycle) (సంక్షిప్తంగా): అయానిక ఘనం జాలక ఎంథాల్పీని నేరుగా కొలవలేము. దీనిని కొన్ని దశల చక్రానికి హెస్ నియమాన్ని అన్వయించి కనుగొంటారు: లోహం ఉత్పతనం, లోహ పరమాణువు అయనీకరణం, అలోహం పరమాణువులుగా వియోగం, అలోహ పరమాణువు ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణం, వాయు అయాన్ల నుండి ఘన జాలకం ఏర్పడటం; ఇవన్నీ కలిపి ఘనం సంయోగ ఎంథాల్పీకి సమానం.

హెస్ స్థిర ఉష్ణ సంకలన నియమం

H స్థితి ప్రమేయం కాబట్టి ΔH ఆరంభ, తుది స్థితులపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది. ఒక చర్యను ఇతర చర్యల మొత్తంగా రాయగలిగితే, దాని ΔH ఆ చర్యల ΔH విలువల మొత్తం.

సాధించిన ఉదాహరణ 4. క్రింద ఇచ్చిన వాటి నుండి C(graphite) + ½O₂(g) → CO(g) కు ΔH కనుగొనండి:

(i) C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393.5 kJ mol⁻¹

(ii) CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283.0 kJ mol⁻¹

(ii) ను తిప్పండి: CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g), ΔH = +283.0 kJ. దీనిని (i) తో కలపండి:

ΔH = −393.5 + 283.0 = −110.5 kJ mol⁻¹.

సాధించిన ఉదాహరణ 5. మీథేన్ దహనం, CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l), ΔfH° విలువలు CH₄ = −75 kJ mol⁻¹, CO₂ = −394 kJ mol⁻¹, H₂O(l) = −286 kJ mol⁻¹.

ΔcH° = [−394 + 2(−286)] − [−75 + 0] = −966 + 75 = −891 kJ mol⁻¹.

ఆకస్మికత, ఎంట్రోపీ మరియు గిబ్స్ శక్తి

ఆకస్మిక ప్రక్రియ బయటి సహాయం లేకుండా తనంతట తానే జరుగుతుంది. శక్తి తగ్గడం (రుణాత్మక ΔH) మాత్రమే ఆకస్మికతను నిర్ణయించదు, ఎందుకంటే కొన్ని ఉష్ణగ్రాహక ప్రక్రియలు (273 K పైన మంచు కరగడం వంటివి) ఆకస్మికం.

ఎంట్రోపీ (S) అనేది అస్తవ్యస్తత లేదా యాదృచ్ఛికత కొలత. ఇది స్థితి ప్రమేయం మరియు విస్తృత ధర్మం. T ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రతివర్తనీయ మార్పుకు: ΔS = qrev/T.

రెండవ నియమం: ప్రతి ఆకస్మిక ప్రక్రియలో విశ్వం ఎంట్రోపీ పెరుగుతుంది: ΔStotal = ΔSsystem + ΔSsurroundings > 0.

ఎంట్రోపీ పెరిగే సందర్భాలు: ద్రవీభవనం, బాష్పీభవనం, ఘనం కరగడం, చర్యలో వాయు అణువుల సంఖ్య పెరగడం, ఉష్ణోగ్రత పెరగడం. ఎంట్రోపీ క్రమం: ఘనం < ద్రవం < వాయువు.

స్థితి మార్పుల ఎంట్రోపీ (పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ప్రతివర్తనీయం):

• ΔfusS = ΔfusH/Tf
• ΔvapS = ΔvapH/Tb
• ΔsubS = ΔsubH/Tsub

ఉదాహరణకు, ΔfusH = 6.0 kJ mol⁻¹ మరియు Tf = 273 K అయితే ΔfusS = 6000/273 = 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹. ఒక పదార్థానికి ΔvapS, ΔfusS కంటే ఎక్కువ.

మూడవ నియమం: పరమ శూన్యం (0 K) వద్ద పరిపూర్ణ స్ఫటిక పదార్థం ఎంట్రోపీ సున్నా. దీని వలన పరమ ఎంట్రోపీలను లెక్కించవచ్చు.

గిబ్స్ శక్తి (G) రెండు కారకాలనూ కలుపుతుంది: G = H − TS. స్థిర ఉష్ణోగ్రత, పీడనం వద్ద:

ΔG = ΔH − TΔS

ΔH	ΔS	ΔG	ఆకస్మికత
−	+	ఎల్లప్పుడూ −	అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆకస్మికం
+	−	ఎల్లప్పుడూ +	అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అనాకస్మికం
−	−	తక్కువ T వద్ద −	తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మాత్రమే ఆకస్మికం
+	+	ఎక్కువ T వద్ద −	ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మాత్రమే ఆకస్మికం

ΔG = 0 అయినప్పుడు ΔH = TΔS, కాబట్టి చర్య అనాకస్మికం నుండి ఆకస్మికంగా (లేదా వ్యతిరేకంగా) మారే ఉష్ణోగ్రత T = ΔH/ΔS.

సాధించిన ఉదాహరణ 6. ΔH = +30 kJ mol⁻¹ మరియు ΔS = +100 J K⁻¹ mol⁻¹. చర్య T = 30000/100 = 300 K పైన ఆకస్మికం అవుతుంది.

సాధించిన ఉదాహరణ 7. 298 K వద్ద ΔH = −92.2 kJ, ΔS = −198.6 J K⁻¹.

TΔS = 298 × (−198.6) = −59183 J = −59.2 kJ.

ΔG = −92.2 − (−59.2) = −33.0 kJ. చర్య ఆకస్మికం.

గిబ్స్ శక్తి మరియు సమతాస్థితి. ΔG = ΔG° + RT ln Q. సమతాస్థితి వద్ద ΔG = 0 మరియు Q = K, కాబట్టి

ΔG° = −RT ln K = −2.303 RT log K

• ΔG° < 0 అయితే K > 1 మరియు ఉత్పన్నాలకు అనుకూలం.
• ΔG° = 0 అయితే K = 1.
• ΔG° > 0 అయితే K < 1 మరియు క్రియాజనకాలకు అనుకూలం.

సాధించిన ఉదాహరణ 8. 298 K వద్ద K = 10⁵. ΔG° = −2.303 × 8.314 × 298 × 5 = −28530 J, సుమారు −28.5 kJ mol⁻¹.

స్థిరాంకాలు: R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ = 0.0831 L bar K⁻¹ mol⁻¹; 1 L bar = 100 J; N_A = 6.022 × 10²³ mol⁻¹.

NEET లో జాగ్రత్తలు

• 1. ఉష్ణం, పని స్థితి ప్రమేయాలు కావు, కానీ q + w (అంటే ΔU) స్థితి ప్రమేయం.
• 2. ఇక్కడ వ్యవస్థపై జరిగిన పని ధనాత్మకం. వ్యాకోచంలో w రుణాత్మకం.
• 3. ఆదర్శ వాయువు స్వేచ్ఛా వ్యాకోచం: pex = 0 కాబట్టి w = 0, q కూడా 0. దీనిని w ≠ 0 అయ్యే సమోష్ణ ప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచంతో కలపవద్దు.
• 4. Δng = 0 అయినప్పుడు మాత్రమే (లేదా ఘనపరిమాణ మార్పు చాలా తక్కువగా ఉండే ఘన, ద్రవ చర్యలకు) ΔH = ΔU.
• 5. Cp − Cv = R అనేది ఆదర్శ వాయువు ప్రతి మోల్‌కు వర్తిస్తుంది, ద్రవాలకు, ఘనాలకు కాదు.
• 6. ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం విస్తృత ధర్మం, మోలార్ ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం గాఢ ధర్మం.
• 7. బంధ వియోగం, పరమాణూకరణం, ఉత్పతనం, ద్రవీభవనం, బాష్పీభవనం ఎంథాల్పీలు ధనాత్మకం. దహన ఎంథాల్పీలు రుణాత్మకం.
• 8. O₃, వజ్రం, Br₂(g) ల ΔfH° సున్నా కాదు. కార్బన్ ప్రమాణ రూపం గ్రాఫైట్.
• 9. ఆకస్మిక ప్రక్రియకు వ్యవస్థ ΔS రుణాత్మకం కావచ్చు, కానీ విశ్వం ΔS తప్పనిసరిగా ధనాత్మకం.
• 10. ΔG° మరియు ΔG ఒకటి కావు. సమతాస్థితి వద్ద ΔG = 0, కానీ K = 1 అయినప్పుడు మాత్రమే ΔG° = 0.

ఒక్క వాక్య సారాంశాలు

• 1. తెరిచిన వ్యవస్థ పదార్థం, శక్తి రెండూ మార్పిడి చేస్తుంది; మూసిన వ్యవస్థ శక్తిని మాత్రమే మార్పిడి చేస్తుంది.
• 2. ఆదర్శ వాయువు అంతర్గత శక్తి ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది.
• 3. మొదటి నియమం: ΔU = q + w.
• 4. స్థిరోష్ణక ప్రక్రియలో ΔU = w.
• 5. సమోష్ణ ప్రతివర్తనీయ పని: w = −2.303 nRT log (V₂/V₁).
• 6. 1 L bar = 100 J.
• 7. H = U + pV మరియు ΔH = ΔU + ΔngRT.
• 8. qV = ΔU మరియు qp = ΔH.
• 9. బాంబ్ కెలోరీమీటర్ ΔU ను కొలుస్తుంది.
• 10. గ్రాఫైట్ ΔfH° సున్నా.
• 11. ΔsubH° = ΔfusH° + ΔvapH°.
• 12. వియోగ దిశలో జాలక ఎంథాల్పీ ఎల్లప్పుడూ ధనాత్మకం.
• 13. H స్థితి ప్రమేయం కావడం నుండి హెస్ నియమం వస్తుంది.
• 14. 0 K వద్ద పరిపూర్ణ స్ఫటికం ఎంట్రోపీ సున్నా.
• 15. ΔG° = −2.303 RT log K, మరియు సమతాస్థితి వద్ద ΔG = 0.

సాధన ప్రశ్నలు

1. ఈ క్రింది వాటిలో స్థితి ప్రమేయం ఏది?

   1. ఎంథాల్పీ
   2. వాయువు చేసిన పని
   3. గ్రహించిన ఉష్ణం
   4. వ్యాకోచంలో జరిగిన పని
   సమాధానం

   A. ఎంథాల్పీ

   ఎంథాల్పీ వ్యవస్థ స్థితిపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది; ఉష్ణం, పని మార్గంపై ఆధారపడతాయి.

   Which of the following is a state function?

   1. Enthalpy
   2. Work done by the gas
   3. Heat absorbed
   4. Work done in an expansion

2. ఈ క్రింది వాటిలో గాఢ ధర్మం ఏది?

   1. ఎంట్రోపీ
   2. అంతర్గత శక్తి
   3. సాంద్రత
   4. ఘనపరిమాణం
   సమాధానం

   C. సాంద్రత

   సాంద్రత రెండు విస్తృత ధర్మాల (ద్రవ్యరాశి/ఘనపరిమాణం) నిష్పత్తి, కాబట్టి అది పరిమాణంపై ఆధారపడదు.

   Which of the following is an intensive property?

   1. Entropy
   2. Internal energy
   3. Density
   4. Volume

3. వివిక్త వ్యవస్థ తన పరిసరాలతో మార్పిడి చేసుకునేది

   1. శక్తిని మాత్రమే
   2. పదార్థాన్ని మాత్రమే
   3. శక్తిని కానీ పదార్థాన్ని కానీ మార్పిడి చేసుకోదు
   4. శక్తిని, పదార్థాన్ని రెండింటినీ
   సమాధానం

   C. శక్తిని కానీ పదార్థాన్ని కానీ మార్పిడి చేసుకోదు

   వివిక్త వ్యవస్థ సరిహద్దు పదార్థ లేదా శక్తి వినిమయాన్ని అనుమతించదు.

   An isolated system exchanges

   1. energy only with its surroundings
   2. matter only with its surroundings
   3. neither energy nor matter with its surroundings
   4. both energy and matter with its surroundings

4. ఒక వాయువు 2 bar స్థిర బాహ్య పీడనానికి వ్యతిరేకంగా 1 L నుండి 6 L కు వ్యాకోచిస్తుంది. వాయువుపై జరిగిన పని (1 L bar = 100 J)

   1. −10 J
   2. −1000 J
   3. −500 J
   4. +1000 J
   సమాధానం

   B. −1000 J

   w = −pex ΔV = −2 × 5 = −10 L bar = −1000 J.

   A gas expands against a constant external pressure of 2 bar from 1 L to 6 L. The work done on the gas is (1 L bar = 100 J)

   1. −10 J
   2. −1000 J
   3. −500 J
   4. +1000 J

5. ఒక వ్యవస్థ 500 J ఉష్ణాన్ని గ్రహించి, పరిసరాలపై 200 J పని చేస్తుంది. అంతర్గత శక్తిలో మార్పు

   1. +700 J
   2. +500 J
   3. −300 J
   4. +300 J
   సమాధానం

   D. +300 J

   ΔU = q + w = 500 + (−200) = +300 J.

   A system absorbs 500 J of heat and does 200 J of work on the surroundings. The change in internal energy is

   1. +700 J
   2. +500 J
   3. −300 J
   4. +300 J

6. 300 K వద్ద 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) కు ΔH − ΔU దాదాపు (R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹)

   1. −2.49 kJ
   2. 0 kJ
   3. +2.49 kJ
   4. −4.99 kJ
   సమాధానం

   A. −2.49 kJ

   Δng = 2 − 3 = −1, కాబట్టి ΔH − ΔU = ΔngRT = −8.314 × 300 = −2494 J.

   For 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) at 300 K, ΔH − ΔU is closest to (R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹)

   1. −2.49 kJ
   2. 0 kJ
   3. +2.49 kJ
   4. −4.99 kJ

7. ఒక ఆదర్శ వాయువుకు Cv = 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹. R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ తీసుకుంటే Cp విలువ దాదాపు

   1. 4.2 J K⁻¹ mol⁻¹
   2. 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹
   3. 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹
   4. 29.1 J K⁻¹ mol⁻¹
   సమాధానం

   B. 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹

   Cp = Cv + R = 12.5 + 8.314 = 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹.

   For an ideal gas Cv = 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹. Taking R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹, the value of Cp is nearest to

   1. 4.2 J K⁻¹ mol⁻¹
   2. 20.8 J K⁻¹ mol⁻¹
   3. 12.5 J K⁻¹ mol⁻¹
   4. 29.1 J K⁻¹ mol⁻¹

8. ΔfH° (kJ mol⁻¹) విలువలు ఇవ్వబడ్డాయి: CH₄(g) = −75, CO₂(g) = −394, H₂O(l) = −286. CH₄(g) ను CO₂(g), H₂O(l) లుగా దహనం చేసే ఎంథాల్పీ

   1. −966 kJ mol⁻¹
   2. −1041 kJ mol⁻¹
   3. +891 kJ mol⁻¹
   4. −891 kJ mol⁻¹
   సమాధానం

   D. −891 kJ mol⁻¹

   ΔcH° = [−394 + 2(−286)] − (−75) = −966 + 75 = −891 kJ mol⁻¹.

   Given ΔfH° (kJ mol⁻¹): CH₄(g) = −75, CO₂(g) = −394, H₂O(l) = −286. The enthalpy of combustion of CH₄(g) to CO₂(g) and H₂O(l) is

   1. −966 kJ mol⁻¹
   2. −1041 kJ mol⁻¹
   3. +891 kJ mol⁻¹
   4. −891 kJ mol⁻¹

9. ఒక చర్యకు ΔH = +30 kJ mol⁻¹ మరియు ΔS = +100 J K⁻¹ mol⁻¹. ఇది ఏ ఉష్ణోగ్రత పైన ఆకస్మికం అవుతుంది

   1. 30 K
   2. 3000 K
   3. 0.3 K
   4. 300 K
   సమాధానం

   D. 300 K

   ΔG = 0 వద్ద T = ΔH/ΔS = 30000/100 = 300 K; దీని పైన TΔS, ΔH ను మించుతుంది.

   A reaction has ΔH = +30 kJ mol⁻¹ and ΔS = +100 J K⁻¹ mol⁻¹. It becomes spontaneous above

   1. 30 K
   2. 3000 K
   3. 0.3 K
   4. 300 K

10. స్థిర ఉష్ణోగ్రత, పీడనం వద్ద సమతాస్థితిలో ఉన్న వ్యవస్థకు గిబ్స్ శక్తి మార్పు ΔG

    1. ధనాత్మకం
    2. ఎల్లప్పుడూ ΔG° కు సమానం
    3. సున్నా
    4. రుణాత్మకం
    సమాధానం

    C. సున్నా

    సమతాస్థితి వద్ద నికర చోదక బలం ఉండదు, కాబట్టి ΔG = 0.

    For a system at equilibrium at constant temperature and pressure, the change in Gibbs energy ΔG is

    1. positive
    2. equal to ΔG° always
    3. zero
    4. negative

11. 298 K వద్ద ఒక చర్య సమతాస్థితి స్థిరాంకం 10⁵. R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ తీసుకుంటే ΔG° దాదాపు

    1. −28.5 kJ mol⁻¹
    2. +28.5 kJ mol⁻¹
    3. −57.1 kJ mol⁻¹
    4. −5.7 kJ mol⁻¹
    సమాధానం

    A. −28.5 kJ mol⁻¹

    ΔG° = −2.303 RT log K = −2.303 × 8.314 × 298 × 5 = −28530 J.

    For a reaction at 298 K the equilibrium constant is 10⁵. Taking R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹, ΔG° is nearest to

    1. −28.5 kJ mol⁻¹
    2. +28.5 kJ mol⁻¹
    3. −57.1 kJ mol⁻¹
    4. −5.7 kJ mol⁻¹

12. 273 K వద్ద మంచు ద్రవీభవన ఎంథాల్పీ 6.0 kJ mol⁻¹. ద్రవీభవన ఎంట్రోపీ దాదాపు

    1. 2.2 J K⁻¹ mol⁻¹
    2. 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹
    3. 0.22 J K⁻¹ mol⁻¹
    4. 44.0 J K⁻¹ mol⁻¹
    సమాధానం

    B. 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹

    ΔS = ΔH/T = 6000/273 = 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹.

    The enthalpy of fusion of ice is 6.0 kJ mol⁻¹ at 273 K. The entropy of fusion is nearest to

    1. 2.2 J K⁻¹ mol⁻¹
    2. 22.0 J K⁻¹ mol⁻¹
    3. 0.22 J K⁻¹ mol⁻¹
    4. 44.0 J K⁻¹ mol⁻¹

13. 12 kJ K⁻¹ ఉష్ణ ధారణ సామర్థ్యం గల బాంబ్ కెలోరీమీటర్‌లో 0.5 mol సమ్మేళనాన్ని దహనం చేసినప్పుడు ఉష్ణోగ్రత 0.50 K పెరిగింది. మోల్‌కు దహన ΔU

    1. −6 kJ mol⁻¹
    2. +12 kJ mol⁻¹
    3. −12 kJ mol⁻¹
    4. −24 kJ mol⁻¹
    సమాధానం

    C. −12 kJ mol⁻¹

    0.5 mol కు విడుదలైన ఉష్ణం = 12 × 0.50 = 6 kJ, కాబట్టి ΔU = −6/0.5 = −12 kJ mol⁻¹ (స్థిర ఘనపరిమాణం).

    A bomb calorimeter with heat capacity 12 kJ K⁻¹ shows a temperature rise of 0.50 K when 0.5 mol of a compound is burnt. ΔU of combustion per mole is

    1. −6 kJ mol⁻¹
    2. +12 kJ mol⁻¹
    3. −12 kJ mol⁻¹
    4. −24 kJ mol⁻¹

14. ప్రామాణిక సంయోగ ఎంథాల్పీ సున్నా అయ్యేది

    1. O₂(g)
    2. O₃(g)
    3. C (వజ్రం)
    4. H(g)
    సమాధానం

    A. O₂(g)

    అత్యంత స్థిర ప్రమాణ రూపంలో ఉన్న మూలకానికి మాత్రమే ΔfH° = 0; O₃, వజ్రం, పరమాణు H ప్రమాణ రూపాలు కావు.

    The standard enthalpy of formation is zero for

    1. O₂(g)
    2. O₃(g)
    3. C (diamond)
    4. H(g)

15. NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) మార్పు సూచించేది

    1. సంయోగ ఎంథాల్పీ
    2. ద్రావణ ఎంథాల్పీ
    3. అయనీకరణ ఎంథాల్పీ
    4. జాలక ఎంథాల్పీ
    సమాధానం

    D. జాలక ఎంథాల్పీ

    1 మోల్ అయానిక ఘనం వాయు అయాన్లుగా విఘటనం చెందడమే జాలక ఎంథాల్పీ.

    The change NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) represents the

    1. enthalpy of formation
    2. enthalpy of solution
    3. ionisation enthalpy
    4. lattice enthalpy

16. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: అంతర్గత శక్తి స్థితి ప్రమేయం. ప్రవచనం II: ఒక ప్రక్రియలో జరిగిన పని స్థితి ప్రమేయం.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    C. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు

    అంతర్గత శక్తి స్థితిపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది, కానీ పని మార్గంపై ఆధారపడుతుంది.

    Given below are two statements: Statement I: Internal energy is a state function. Statement II: Work done in a process is a state function.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

17. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: ఆదర్శ వాయువు సమోష్ణ ప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచంలో పొందే పని, అవే స్థితుల మధ్య అప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచంలో కంటే ఎక్కువ. ప్రవచనం II: ప్రతివర్తనీయ ప్రక్రియలో వ్యవస్థ ప్రతి దశలోనూ పరిసరాలతో సమతాస్థితిలో ఉంటుంది.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    A. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి

    ప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచం గరిష్ఠ పనిని ఇస్తుంది, మరియు అది సమతాస్థితుల శ్రేణి ద్వారా జరుగుతుంది.

    Given below are two statements: Statement I: The work obtained in a reversible isothermal expansion of an ideal gas is greater than in an irreversible expansion between the same states. Statement II: In a reversible process the system is in equilibrium with the surroundings at every stage.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

18. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: ఆదర్శ వాయువు సమోష్ణ వ్యాకోచంలో అంతర్గత శక్తి తగ్గుతుంది. ప్రవచనం II: ఆదర్శ వాయువు ఎంథాల్పీ దాని ఘనపరిమాణంపై ఆధారపడుతుంది.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    B. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు

    ఆదర్శ వాయువుకు U, H ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడతాయి, కాబట్టి T స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు రెండూ స్థిరంగా ఉంటాయి.

    Given below are two statements: Statement I: In an isothermal expansion of an ideal gas the internal energy decreases. Statement II: The enthalpy of an ideal gas depends on its volume.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

19. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: ఏ పదార్థం దహన ఎంథాల్పీ అయినా ఎల్లప్పుడూ రుణాత్మకం. ప్రవచనం II: ప్రతి సమ్మేళనం సంయోగ ఎంథాల్పీ రుణాత్మకం.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    C. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు

    దహనం ఉష్ణమోచకం, కానీ NO(g) వంటి కొన్ని సమ్మేళనాలకు సంయోగ ఎంథాల్పీ ధనాత్మకం.

    Given below are two statements: Statement I: The enthalpy of combustion of a substance is always negative. Statement II: The enthalpy of formation of every compound is negative.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

20. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: ఆదర్శ వాయువుకు Cp, Cv కంటే ఎక్కువ. ప్రవచనం II: స్థిర పీడనం వద్ద ఇచ్చిన ఉష్ణంలో కొంత భాగం వ్యాకోచ పనికి ఉపయోగపడుతుంది.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    A. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి

    Cp − Cv = R, ఎందుకంటే స్థిర పీడనం వద్ద ఉష్ణం pV పనిని కూడా అందిస్తుంది.

    Given below are two statements: Statement I: Cp is greater than Cv for an ideal gas. Statement II: At constant pressure part of the heat supplied is used for expansion work.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

21. ఈ క్రింది వాటిలో ఏ ప్రవచనాలు సరైనవి? 1. Δng = 0 అయినప్పుడు ΔH = ΔU. 2. ప్రతి వాయు చర్యకూ ΔH = ΔU. 3. ఎంథాల్పీ స్థితి ప్రమేయం.

    1. 1, 2 మరియు 3
    2. 1 మరియు 3 మాత్రమే
    3. 2 మరియు 3 మాత్రమే
    4. 1 మరియు 2 మాత్రమే
    సమాధానం

    B. 1 మరియు 3 మాత్రమే

    ΔH = ΔU + ΔngRT, కాబట్టి Δng = 0 అయినప్పుడు మాత్రమే అవి సమానం; H స్థితి ప్రమేయం.

    Which of the following statements are correct? 1. ΔH = ΔU when Δng = 0. 2. ΔH = ΔU for every gaseous reaction. 3. Enthalpy is a state function.

    1. 1, 2 and 3
    2. 1 and 3 only
    3. 2 and 3 only
    4. 1 and 2 only

22. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: ఆకస్మిక ప్రక్రియలో విశ్వం ఎంట్రోపీ పెరుగుతుంది. ప్రవచనం II: ఆకస్మిక ప్రక్రియలో వ్యవస్థ ఎంట్రోపీ ఎల్లప్పుడూ పెరగాలి.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    C. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు

    విశ్వం ΔS మాత్రమే ధనాత్మకం కావాలి; పరిసరాలు ఎక్కువ ఎంట్రోపీ పొందితే వ్యవస్థ ఎంట్రోపీ తగ్గవచ్చు.

    Given below are two statements: Statement I: For a spontaneous process the entropy of the universe increases. Statement II: For a spontaneous process the entropy of the system must always increase.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

23. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: 0 K వద్ద పరిపూర్ణ స్ఫటికం ఎంట్రోపీ సున్నా. ప్రవచనం II: ఒక పదార్థానికి బాష్పీభవన ఎంట్రోపీ ద్రవీభవన ఎంట్రోపీ కంటే ఎక్కువ.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    A. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి

    మూడవ నియమం మరియు ΔvapS > ΔfusS (వాయువు ద్రవం కంటే చాలా ఎక్కువ అస్తవ్యస్తం) రెండూ సత్యాలు.

    Given below are two statements: Statement I: The entropy of a perfect crystal is zero at 0 K. Statement II: For a given substance, the entropy of vaporisation is greater than the entropy of fusion.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

24. ఈ క్రింది వాటిలో ఏ ప్రవచనాలు సరైనవి? 1. ΔH < 0 మరియు ΔS < 0 ఉన్న చర్య తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆకస్మికం. 2. ΔH > 0 మరియు ΔS > 0 ఉన్న చర్య ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆకస్మికం. 3. ΔH > 0 మరియు ΔS < 0 ఉన్న చర్య అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆకస్మికం.

    1. 1, 2 మరియు 3
    2. 2 మరియు 3 మాత్రమే
    3. 1 మరియు 3 మాత్రమే
    4. 1 మరియు 2 మాత్రమే
    సమాధానం

    D. 1 మరియు 2 మాత్రమే

    ΔG = ΔH − TΔS. ప్రవచనాలు 1, 2 సరైనవి; ΔH > 0 మరియు ΔS < 0 అయితే ΔG ఎల్లప్పుడూ ధనాత్మకం.

    Which of the following statements are correct? 1. A reaction with ΔH < 0 and ΔS < 0 is spontaneous at low temperature. 2. A reaction with ΔH > 0 and ΔS > 0 is spontaneous at high temperature. 3. A reaction with ΔH > 0 and ΔS < 0 is spontaneous at all temperatures.

    1. 1, 2 and 3
    2. 2 and 3 only
    3. 1 and 3 only
    4. 1 and 2 only

25. క్రింద రెండు ప్రవచనాలు ఇవ్వబడ్డాయి: ప్రవచనం I: నీటి బాష్పీభవన ఎంథాల్పీ రుణాత్మకం. ప్రవచనం II: ద్రవం ఆవిరి కావడానికి ఉష్ణ శోషణ అవసరం.

    1. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరైనవి
    2. ప్రవచనం I మరియు ప్రవచనం II రెండూ సరికావు
    3. ప్రవచనం I సరైనది కానీ ప్రవచనం II సరికాదు
    4. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది
    సమాధానం

    D. ప్రవచనం I సరికాదు కానీ ప్రవచనం II సరైనది

    బాష్పీభవనం ఉష్ణగ్రాహకం, కాబట్టి ΔvapH ధనాత్మకం; ప్రవచనం II సత్యం.

    Given below are two statements: Statement I: The enthalpy of vaporisation of water is negative. Statement II: Evaporation of a liquid requires absorption of heat.

    1. Both Statement I and Statement II are correct
    2. Both Statement I and Statement II are incorrect
    3. Statement I is correct but Statement II is incorrect
    4. Statement I is incorrect but Statement II is correct

26. నిశ్చితవాక్యం (A): ఆదర్శ వాయువు సమోష్ణ వ్యాకోచానికి ΔU = 0. కారణం (R): ఆదర్శ వాయువు అంతర్గత శక్తి దాని ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది.

    1. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ
    2. A మరియు R రెండూ సత్యం, కానీ R అనేది A కి సరైన వివరణ కాదు
    3. A సత్యం కానీ R అసత్యం
    4. A అసత్యం కానీ R సత్యం
    సమాధానం

    A. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ

    ఉష్ణోగ్రత మారదు, కాబట్టి U మారదు.

    Assertion (A): ΔU = 0 for the isothermal expansion of an ideal gas. Reason (R): The internal energy of an ideal gas depends only on its temperature.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

27. నిశ్చితవాక్యం (A): నీటి బాష్పీభవన ఎంథాల్పీ ధనాత్మకం. కారణం (R): వాయువు ఎంట్రోపీ ద్రవం ఎంట్రోపీ కంటే ఎక్కువ.

    1. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ
    2. A మరియు R రెండూ సత్యం, కానీ R అనేది A కి సరైన వివరణ కాదు
    3. A సత్యం కానీ R అసత్యం
    4. A అసత్యం కానీ R సత్యం
    సమాధానం

    B. A మరియు R రెండూ సత్యం, కానీ R అనేది A కి సరైన వివరణ కాదు

    రెండూ సత్యం, కానీ ΔvapH గుర్తుకు కారణం ఆకర్షణలను అధిగమించడానికి కావలసిన శక్తి, ఎంట్రోపీ కాదు.

    Assertion (A): The enthalpy of vaporisation of water is positive. Reason (R): The entropy of a gas is greater than that of the liquid.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

28. నిశ్చితవాక్యం (A): ఆదర్శ వాయువు స్వేచ్ఛా వ్యాకోచంలో చేసే పని సున్నా. కారణం (R): స్వేచ్ఛా వ్యాకోచం 1 atm స్థిర బాహ్య పీడనానికి వ్యతిరేకంగా జరుగుతుంది.

    1. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ
    2. A మరియు R రెండూ సత్యం, కానీ R అనేది A కి సరైన వివరణ కాదు
    3. A సత్యం కానీ R అసత్యం
    4. A అసత్యం కానీ R సత్యం
    సమాధానం

    C. A సత్యం కానీ R అసత్యం

    స్వేచ్ఛా వ్యాకోచం శూన్య బాహ్య పీడనానికి వ్యతిరేకంగా జరుగుతుంది; కాబట్టి R అసత్యం.

    Assertion (A): The work done by an ideal gas in free expansion is zero. Reason (R): Free expansion takes place against a constant external pressure of 1 atm.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

29. నిశ్చితవాక్యం (A): ఉష్ణం స్థితి ప్రమేయం. కారణం (R): స్థిర పీడనం వద్ద గ్రహించిన ఉష్ణం ఎంథాల్పీ మార్పుకు సమానం.

    1. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ
    2. A మరియు R రెండూ సత్యం, కానీ R అనేది A కి సరైన వివరణ కాదు
    3. A సత్యం కానీ R అసత్యం
    4. A అసత్యం కానీ R సత్యం
    సమాధానం

    D. A అసత్యం కానీ R సత్యం

    ఉష్ణం మార్గ ప్రమేయం, కాబట్టి A అసత్యం; qp = ΔH సత్యం.

    Assertion (A): Heat is a state function. Reason (R): The heat absorbed at constant pressure is equal to the enthalpy change.

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

30. నిశ్చితవాక్యం (A): CO₂(g) ప్రామాణిక సంయోగ ఎంథాల్పీ, గ్రాఫైట్ ప్రామాణిక దహన ఎంథాల్పీకి సమానం. కారణం (R): రెండూ C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g) చర్యను సూచిస్తాయి.

    1. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ
    2. A మరియు R రెండూ సత్యం, కానీ R అనేది A కి సరైన వివరణ కాదు
    3. A సత్యం కానీ R అసత్యం
    4. A అసత్యం కానీ R సత్యం
    సమాధానం

    A. A మరియు R రెండూ సత్యం, R అనేది A కి సరైన వివరణ

    ఈ రెండు నిర్వచనాలూ ఒకే చర్యను వర్ణిస్తాయి.

    Assertion (A): The standard enthalpy of formation of CO₂(g) equals the standard enthalpy of combustion of graphite. Reason (R): Both refer to the reaction C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g).

    1. Both A and R are true and R is the correct explanation of A
    2. Both A and R are true but R is not the correct explanation of A
    3. A is true but R is false
    4. A is false but R is true

31. జాబితా I ను జాబితా II తో జతపరచండి. జాబితా I: a. విస్తృత ధర్మం b. గాఢ ధర్మం c. స్థితి ప్రమేయం d. మార్గ ప్రమేయం జాబితా II: i. పీడనం ii. ద్రవ్యరాశి iii. పని iv. అంతర్గత శక్తి

    1. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    2. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    సమాధానం

    D. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

    ద్రవ్యరాశి విస్తృత ధర్మం, పీడనం గాఢ ధర్మం, అంతర్గత శక్తి స్థితి ప్రమేయం, పని మార్గ ప్రమేయం.

    Match List I with List II. List I: a. Extensive property b. Intensive property c. State function d. Path function List II: i. Pressure ii. Mass iii. Work iv. Internal energy

    1. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    2. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

32. జాబితా I ను జాబితా II తో జతపరచండి. జాబితా I: a. దహన ఎంథాల్పీ b. ద్రవీభవన ఎంథాల్పీ c. పరమాణూకరణ ఎంథాల్పీ d. ఉత్పతన ఎంథాల్పీ జాబితా II: i. H₂O(s) → H₂O(l) ii. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) iii. CH₄(g) → C(g) + 4H(g) iv. I₂(s) → I₂(g)

    1. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
    2. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    3. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    4. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
    సమాధానం

    B. a-ii, b-i, c-iii, d-iv

    ప్రతి పదం దాని నిర్వచన మార్పుతో జతచేయబడింది.

    Match List I with List II. List I: a. Enthalpy of combustion b. Enthalpy of fusion c. Enthalpy of atomisation d. Enthalpy of sublimation List II: i. H₂O(s) → H₂O(l) ii. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) iii. CH₄(g) → C(g) + 4H(g) iv. I₂(s) → I₂(g)

    1. a-i, b-ii, c-iii, d-iv
    2. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    3. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    4. a-iii, b-i, c-ii, d-iv

33. జాబితా I ను జాబితా II తో జతపరచండి. జాబితా I: a. ΔH < 0, ΔS > 0 b. ΔH > 0, ΔS < 0 c. ΔH < 0, ΔS < 0 d. ΔH > 0, ΔS > 0 జాబితా II: i. తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మాత్రమే ఆకస్మికం ii. అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆకస్మికం iii. అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అనాకస్మికం iv. ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మాత్రమే ఆకస్మికం

    1. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
    2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
    3. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
    4. a-i, b-iii, c-ii, d-iv
    సమాధానం

    B. a-ii, b-iii, c-i, d-iv

    ΔG = ΔH − TΔS నుండి: a ఎల్లప్పుడూ రుణాత్మకం, b ఎల్లప్పుడూ ధనాత్మకం, c తక్కువ T వద్ద రుణాత్మకం, d ఎక్కువ T వద్ద రుణాత్మకం.

    Match List I with List II. List I: a. ΔH < 0, ΔS > 0 b. ΔH > 0, ΔS < 0 c. ΔH < 0, ΔS < 0 d. ΔH > 0, ΔS > 0 List II: i. Spontaneous at low temperature only ii. Spontaneous at all temperatures iii. Non-spontaneous at all temperatures iv. Spontaneous at high temperature only

    1. a-iii, b-ii, c-i, d-iv
    2. a-ii, b-iii, c-i, d-iv
    3. a-ii, b-iii, c-iv, d-i
    4. a-i, b-iii, c-ii, d-iv

34. జాబితా I ను జాబితా II తో జతపరచండి. జాబితా I: a. Cp − Cv (ఒక మోల్ ఆదర్శ వాయువు) b. సమోష్ణ ప్రతివర్తనీయ వ్యాకోచ పని c. ΔG° d. ద్రవీభవన ఎంట్రోపీ జాబితా II: i. −2.303 nRT log (V₂/V₁) ii. ΔfusH/Tf iii. −2.303 RT log K iv. R

    1. a-iv, b-iii, c-i, d-ii
    2. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-iii, d-ii
    4. a-i, b-iv, c-iii, d-ii
    సమాధానం

    C. a-iv, b-i, c-iii, d-ii

    ప్రామాణిక సంబంధాలు: Cp − Cv = R, w = −2.303 nRT log (V₂/V₁), ΔG° = −2.303 RT log K, ΔS = ΔH/T.

    Match List I with List II. List I: a. Cp − Cv (one mole of ideal gas) b. Work of isothermal reversible expansion c. ΔG° d. Entropy of fusion List II: i. −2.303 nRT log (V₂/V₁) ii. ΔfusH/Tf iii. −2.303 RT log K iv. R

    1. a-iv, b-iii, c-i, d-ii
    2. a-iv, b-i, c-ii, d-iii
    3. a-iv, b-i, c-iii, d-ii
    4. a-i, b-iv, c-iii, d-ii

35. జాబితా I ను జాబితా II తో జతపరచండి. జాబితా I: a. సమోష్ణ ప్రక్రియ b. స్థిరోష్ణక ప్రక్రియ c. సమఘనపరిమాణ ప్రక్రియ d. సమపీడన ప్రక్రియ జాబితా II: i. q = 0 ii. పీడనం స్థిరం iii. ΔT = 0 iv. ఘనపరిమాణం స్థిరం

    1. a-i, b-iii, c-iv, d-ii
    2. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    3. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
    4. a-iii, b-i, c-iv, d-ii
    సమాధానం

    D. a-iii, b-i, c-iv, d-ii

    సమోష్ణ అంటే ΔT = 0, స్థిరోష్ణక అంటే q = 0, సమఘనపరిమాణ అంటే స్థిర ఘనపరిమాణం, సమపీడన అంటే స్థిర పీడనం.

    Match List I with List II. List I: a. Isothermal process b. Adiabatic process c. Isochoric process d. Isobaric process List II: i. q = 0 ii. Pressure constant iii. ΔT = 0 iv. Volume constant

    1. a-i, b-iii, c-iv, d-ii
    2. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    3. a-iii, b-i, c-ii, d-iv
    4. a-iii, b-i, c-iv, d-ii

36. జాబితా I ను జాబితా II తో జతపరచండి. జాబితా I: a. అయనీకరణ ఎంథాల్పీ b. జాలక ఎంథాల్పీ c. జలయోజన ఎంథాల్పీ d. ద్రావణ ఎంథాల్పీ జాబితా II: i. NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) ii. Na(g) → Na⁺(g) + e⁻ iii. NaCl(s) + aq → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) iv. Na⁺(g) + aq → Na⁺(aq)

    1. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    2. a-ii, b-iv, c-i, d-iii
    3. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii
    సమాధానం

    D. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

    ప్రతి పదం సోడియం క్లోరైడ్‌కు చూపిన మార్పుకు సరిపోతుంది.

    Match List I with List II. List I: a. Ionisation enthalpy b. Lattice enthalpy c. Hydration enthalpy d. Enthalpy of solution List II: i. NaCl(s) → Na⁺(g) + Cl⁻(g) ii. Na(g) → Na⁺(g) + e⁻ iii. NaCl(s) + aq → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) iv. Na⁺(g) + aq → Na⁺(aq)

    1. a-i, b-ii, c-iv, d-iii
    2. a-ii, b-iv, c-i, d-iii
    3. a-ii, b-i, c-iii, d-iv
    4. a-ii, b-i, c-iv, d-iii

37. ఒక మోల్ ఆదర్శ వాయువు 300 K వద్ద 10 L నుండి 100 L కు సమోష్ణంగా, ప్రతివర్తనీయంగా వ్యాకోచిస్తుంది. R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ మరియు log 10 = 1 వాడితే, వాయువుపై జరిగిన పని

    1. −5.74 kJ
    2. 0 kJ
    3. −57.4 kJ
    4. +5.74 kJ
    సమాధానం

    A. −5.74 kJ

    w = −2.303 nRT log (V₂/V₁) = −2.303 × 8.314 × 300 × 1 = −5744 J.

    One mole of an ideal gas expands isothermally and reversibly from 10 L to 100 L at 300 K. Using R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ and log 10 = 1, the work done on the gas is

    1. −5.74 kJ
    2. 0 kJ
    3. −57.4 kJ
    4. +5.74 kJ

38. C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393.5 kJ mol⁻¹ మరియు CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283.0 kJ mol⁻¹ ఇవ్వబడ్డాయి. C(graphite) + ½O₂(g) → CO(g) కు ఎంథాల్పీ మార్పు

    1. +110.5 kJ mol⁻¹
    2. −110.5 kJ mol⁻¹
    3. −676.5 kJ mol⁻¹
    4. −283.0 kJ mol⁻¹
    సమాధానం

    B. −110.5 kJ mol⁻¹

    మొదటి సమీకరణం నుండి రెండవదాన్ని తీసివేయండి: −393.5 − (−283.0) = −110.5 kJ mol⁻¹.

    Given C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −393.5 kJ mol⁻¹ and CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g), ΔH = −283.0 kJ mol⁻¹. The enthalpy change for C(graphite) + ½O₂(g) → CO(g) is

    1. +110.5 kJ mol⁻¹
    2. −110.5 kJ mol⁻¹
    3. −676.5 kJ mol⁻¹
    4. −283.0 kJ mol⁻¹

39. 298 K వద్ద N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) కు ΔH = −92.4 kJ. R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹ తీసుకుంటే ΔU దాదాపు

    1. −97.4 kJ
    2. −89.9 kJ
    3. −87.4 kJ
    4. −92.4 kJ
    సమాధానం

    C. −87.4 kJ

    Δng = −2; ΔU = ΔH − ΔngRT = −92.4 + 2 × 8.314 × 298/1000 = −92.4 + 4.96 = −87.4 kJ.

    For N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g), ΔH = −92.4 kJ at 298 K. Taking R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹, ΔU is nearest to

    1. −97.4 kJ
    2. −89.9 kJ
    3. −87.4 kJ
    4. −92.4 kJ

40. CH₄(g) పరమాణూకరణ ఎంథాల్పీ 1665 kJ mol⁻¹. మీథేన్‌లో సగటు C–H బంధ ఎంథాల్పీ దాదాపు

    1. 416 kJ mol⁻¹
    2. 6660 kJ mol⁻¹
    3. 208 kJ mol⁻¹
    4. 1665 kJ mol⁻¹
    సమాధానం

    A. 416 kJ mol⁻¹

    CH₄ లో నాలుగు C–H బంధాలు ఉన్నాయి; 1665/4 = 416 kJ mol⁻¹.

    The enthalpy of atomisation of CH₄(g) is 1665 kJ mol⁻¹. The mean C–H bond enthalpy in methane is nearest to

    1. 416 kJ mol⁻¹
    2. 6660 kJ mol⁻¹
    3. 208 kJ mol⁻¹
    4. 1665 kJ mol⁻¹

41. ఒక చర్యకు ΔH = −40 kJ mol⁻¹ మరియు ΔS = −100 J K⁻¹ mol⁻¹. ఇది ఆకస్మికం

    1. 400 K పైన మాత్రమే
    2. అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద
    3. 400 K కంటే తక్కువ వద్ద మాత్రమే
    4. ఏ ఉష్ణోగ్రత వద్ద కాదు
    సమాధానం

    C. 400 K కంటే తక్కువ వద్ద మాత్రమే

    ΔG = −40000 + 100T; T < 400 K అయినప్పుడు ΔG < 0.

    A reaction has ΔH = −40 kJ mol⁻¹ and ΔS = −100 J K⁻¹ mol⁻¹. It is spontaneous

    1. above 400 K only
    2. at all temperatures
    3. below 400 K only
    4. at no temperature

42. ఉష్ణ నిరోధక, దృఢమైన పాత్రలో, ఒక ఆదర్శ వాయువు శూన్యం చేసిన పాత్రలోకి వ్యాకోచిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియకు

    1. q = 0, w > 0 and ΔU > 0
    2. q = 0, w = 0 and ΔU = 0
    3. q > 0, w = 0 and ΔU > 0
    4. q = 0, w < 0 and ΔU < 0
    సమాధానం

    B. q = 0, w = 0 and ΔU = 0

    స్వేచ్ఛా వ్యాకోచం: pex = 0 కాబట్టి w = 0; ఉష్ణ నిరోధకం కాబట్టి q = 0; అందువల్ల ΔU = 0.

    An ideal gas expands into an evacuated container, inside a thermally insulated rigid vessel. For this process

    1. q = 0, w > 0 and ΔU > 0
    2. q = 0, w = 0 and ΔU = 0
    3. q > 0, w = 0 and ΔU > 0
    4. q = 0, w < 0 and ΔU < 0

43. 298 K వద్ద ఒక చర్యకు ΔH = −92.2 kJ మరియు ΔS = −198.6 J K⁻¹. ΔG విలువ దాదాపు

    1. +33.0 kJ
    2. −92.2 kJ
    3. −151.4 kJ
    4. −33.0 kJ
    సమాధానం

    D. −33.0 kJ

    TΔS = 298 × (−198.6) = −59183 J; ΔG = −92.2 − (−59.2) = −33.0 kJ.

    For a reaction ΔH = −92.2 kJ and ΔS = −198.6 J K⁻¹ at 298 K. The value of ΔG is nearest to

    1. +33.0 kJ
    2. −92.2 kJ
    3. −151.4 kJ
    4. −33.0 kJ