Übungen zur Vorlesung Physikalische und Theoretische Chemie III
- Reaktionsdynamik  -



Besprechung am Mi 3.5.2000 um 14:00 Uhr im Seminarraum der PC, Hans-Sommer-Str. 10



 

Übungsblatt 2
 
 

Aufgabe 1
Die Luft besteht im wesentlichen aus N2(78%), O2 (21%) und Ar(1%). Am Erdboden sind die einzelnen Bestandteile vollständig durchmischt.

  1. Berechnen Sie die mittlere molare Masse [g . mol-1].
  2. Wann ist nach der Barometrischen Höhenformel der Druck auf die Hälfte des Wertes vom Erdboden abgefallen, wenn Sie von einer mittleren Temperatur von 5°C ausgehen?
  3. Wie gross ist der relative Anteil von N2, O2 und Ar in 100km Höhe, wenn Sie von gleicher Temperatur ausgehen?


Aufgabe 2
Die kinetische Energieverteilung G(E) ist durch G(E)  =  (2/kTÖp)(E/kT)½ e-E/kT gegeben.

  1. Wie gross ist die wahrscheinlichste Energie Em (Maximum von G(E))?
  2. Wie gross ist die mittlere Energie <E>?


Aufgabe 3

  1. Das Iodmolekül hat diskrete Schwingungszustände bei den Energien 0 cm-1, 213 cm-1, 425 cm-1,  636 cm-1 und  846 cm-1. Wieviele Iodmoleküle befinden sich bei Raumtemperatur (25°C) danach in den einzelnen Schwingungszuständen. Benutzen Sie zur Berechnung das Boltzmannsche Energieverteilungsgesetz N(E)/N  =  g(E) e-E/kT / Q, wobei die Schwingungsniveaus bei zweiatomigen Molekülen niemals entartet sind, d.h. g(E)=1.
  2. Beim Sauerstoffmolekül liegen die beiden niedrigsten Schwingungszustände bei 0 cm-1 und bei 1556 cm-1. Wieviel Prozent der Sauerstoffmoleküle sind bei Raumtemperatur im niedrigsten Schwingungszustand?


Nützliche Umrechnungen: 1 cm-1 = 11,96 J/mol
Gaskonstante R =  8,314 472 J·(mol·K)-1 = NA · kB; Avogadro-Konstante NA = 6,02214199·1023mol-1; Boltzmann-Konstante kB = 1,380 6503·10-23 J · K-1