Uitgewerkte tentamens - Fysische Chemie en Kinetiek (FCK, 4052FYSCK) - MST

4052FYSCK UITWERKINGEN OUDE TENTAMENS




Fysische Chemie en Kinetiek
4052FYSCK

Uitwerkingen oude tentamens




Pagina 1 van 46

, 4052FYSCK UITWERKINGEN OUDE TENTAMENS


Inhoudsopgave
Inhoudsopgave 2
Kinetische gastheorie 4
2018 Tentamen (16 punten) 4
2016 Hertentamen (16 punten) 5
2016 Tentamen (14 punten) 6
2015 Hertentamen (14 punten) 6
2015 Tentamen (14 punten) 6
2008 Deeltentamen 01 8 juli 2008 (20 punten) 7
Mengsels en elektrolyten 9
2018 Tentamen (24 punten) 9
2016 Hertentamen (28 punten) 10
2016 Tentamen (28 punten) 11
2015 Hertentamen (28 punten) 12
2015 Tentamen (28 punten) 13
2014 Hertentamen (12 punten) 14
2014 Tentamen (13 punten) 15
2011 Deeltentamen 1 01-11-2010 (30 punten totaal) 16
2008 Deeltentamen 01 8 juli 2008 (30 punten totaal) 18
Kinetiek 20
2018 Tentamen (28 punten) 20
2016 Hertentamen (28 punten) 21
2016 Tentamen (28 punten) 24
2015 Hertentamen (28 punten) 25
2015 Tentamen 26
2014 Tentamen (20 punten) 28
2011 Deeltentamen 2 19-11-2011 (25 punten totaal) 30
Elektrochemie & massatransport 32
2018 Tentamen (32 punten) 32
2016 Hertentamen (28 punten) 33
2016 Tentamen (30 punten) 34
2015 Hertentamen (30 punten) 37
Pagina 2 van 46

, 4052FYSCK UITWERKINGEN OUDE TENTAMENS
2015 Tentamen (30 punten) 38
2014 Hertentamen (18 punten) 40
2014 Tentamen (15 punten) 41
2011 Deeltentamen 1 01-11-2010 (34 punten) 42
2008 Deeltentamen 01 8 juli 2008 (30 punten) 44




Pagina 3 van 46

, 4052FYSCK UITWERKINGEN OUDE TENTAMENS


Kinetische gastheorie
2018 Tentamen (16 punten)
A. (4 punten) Wat is de gemiddelde snelheid van een stikstof molecuul bij 298K?
8RT 8 • 8, 314 • 298
vgemiddeld = = = 474,5 m / s
πM π • 28,02 •10 −3

B. (6 punten) Wat is de gemiddelde vrije weglengte van een stikstofmolecuul in ultrahoog vacuüm
(10-12 atm) en een temperatuur van 298K?
⎛ RT ⎞ 1 8, 314 • 298 1
λ=⎜ ⎟ = −7 • = 6, 77 •10 4 m
⎝ P1 N A ⎠ 2σ 10 • 6,022 •10 23
2 • 0, 43•10 −18

C. (6 punten) Leid een vergelijking af voor de meest waarschijnlijke snelheid van een molecuul in 2
dimensies.
De Maxwellvergelijking voor 2D is:
( )
1/2
v = vx 2 + vy 2
− m( vx 2 +vy 2 )
⎡⎛ m ⎞ 1/2 − mvx ⎤ ⎡⎛ m ⎞ 1/2 − mvy ⎤
2 2

⎛ ⎞
( )
F ( v ) dv = f ( vx ) f vy dvx dvy = ⎢⎜ ⎟ e
⎢⎣⎝ 2π kT ⎠
2 kT
⎥ ⎢⎜⎝ ⎟ e
⎥⎦ ⎢⎣ 2π kT ⎠
2 kT
⎥ dvx dvy = ⎜
⎝ 2π
m
kT
⎟⎠ e
2 kT
dvx dvy
⎥⎦


Cilindercoördinaten : dvx dvy = 2π vdv
m −2mv mv −2mv
2 2


Fdv = 2π v • e kT dv = e kT dv
2π kT kT
De meest waarschijnlijke snelheid is de snelheid in het maximum. Hiervoor moet de afgeleide van
de Maxwellvergelijking in 2D gelijk zijn aan 0.
dF ( v ) d ⎛ mv −2mv ⎞
2


= ⎜ e kT ⎟
dv dv ⎝ kT ⎠
m d ⎛ − 2mvkT ⎞
2


= • ve
kT dv ⎜⎝ ⎟
⎠
⎛ − mv 2mv ⎞
2 2
mv
m −
= • ⎜ e 2 kT + e 2 kT • − •v
kT ⎝ 2kT ⎟⎠
− mv
⎛ mv 2 ⎞
2
m
= • e 2 kT ⎜ 1−
kT ⎝ kT ⎟⎠

− mv
⎛ mv 2 ⎞
2
m
• e 2 kT ⎜⎝ 1− =0
kT kT ⎟⎠
− mv 2
m mv 2
≠ 0,e 2 kT ≠ 0 dus1− =0
kT kT
mv 2
=1
kT
kT
v2 =
m
kT
v=
m
kT
Dus vmeest waarschijnlijk =
m

Pagina 4 van 46