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Free energy and Work Questions in Hindi
Class 11 Chemistry · Thermodynamics · Free energy and Work
193+
Questions
Hindi
Language
100%
With Solutions
Showing 49 of 193 questions in Hindi
1
MediumMCQ
रासायनिक अभिक्रिया के निम्नलिखित युग्मों में से कौन सा निश्चित रूप से स्वतःस्फूर्त अभिक्रिया में परिणत होगा?
A
ऊष्माक्षेपी और घटती अव्यवस्था
B
ऊष्माशोषी और बढ़ती अव्यवस्था
C
ऊष्माक्षेपी और बढ़ती अव्यवस्था
D
ऊष्माशोषी और घटती अव्यवस्था
Solution
(C) अभिक्रिया की स्वतःस्फूर्तता गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए $\Delta G$ ऋणात्मक होना चाहिए।
विकल्प $(C)$ में,अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है और अव्यवस्था में वृद्धि $(\Delta S > 0)$ होती है।
समीकरण में इन मानों को रखने पर: $\Delta G = (-ve) - T(+ve) = -ve$।
चूंकि तापमान $T$ चाहे जो भी हो,$\Delta G$ हमेशा ऋणात्मक होता है,इसलिए अभिक्रिया निश्चित रूप से स्वतःस्फूर्त होगी।
स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए $\Delta G$ ऋणात्मक होना चाहिए।
विकल्प $(C)$ में,अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी $(\Delta H < 0)$ है और अव्यवस्था में वृद्धि $(\Delta S > 0)$ होती है।
समीकरण में इन मानों को रखने पर: $\Delta G = (-ve) - T(+ve) = -ve$।
चूंकि तापमान $T$ चाहे जो भी हो,$\Delta G$ हमेशा ऋणात्मक होता है,इसलिए अभिक्रिया निश्चित रूप से स्वतःस्फूर्त होगी।
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MediumMCQ
एक अभिक्रिया का होना असंभव है यदि
A
$ \Delta H $ धनात्मक $( +ve )$ है; $ \Delta S $ भी धनात्मक $( +ve )$ है लेकिन $ \Delta H < T \Delta S $
B
$ \Delta H $ ऋणात्मक $( -ve )$ है; $ \Delta S $ भी ऋणात्मक $( -ve )$ है लेकिन $ \Delta H > T \Delta S $
C
$ \Delta H $ ऋणात्मक $( -ve )$ है; $ \Delta S $ धनात्मक $( +ve )$ है
D
$ \Delta H $ धनात्मक $( +ve )$ है; $ \Delta S $ ऋणात्मक $( -ve )$ है
Solution
(D) अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $ \Delta G = \Delta H - T \Delta S $ ऋणात्मक $( \Delta G < 0 )$ होना चाहिए।
यदि $ \Delta H $ धनात्मक $( +ve )$ (ऊष्माशोषी) है और $ \Delta S $ ऋणात्मक $( -ve )$ (एन्ट्रॉपी में कमी) है,तो $ \Delta G = (+ve) - T(-ve) = (+ve) + (T \times +ve) = +ve $ होगा।
चूंकि तापमान $ T $ कुछ भी हो,$ \Delta G $ हमेशा धनात्मक रहता है,इसलिए अभिक्रिया किसी भी स्थिति में असंभव है।
यदि $ \Delta H $ धनात्मक $( +ve )$ (ऊष्माशोषी) है और $ \Delta S $ ऋणात्मक $( -ve )$ (एन्ट्रॉपी में कमी) है,तो $ \Delta G = (+ve) - T(-ve) = (+ve) + (T \times +ve) = +ve $ होगा।
चूंकि तापमान $ T $ कुछ भी हो,$ \Delta G $ हमेशा धनात्मक रहता है,इसलिए अभिक्रिया किसी भी स्थिति में असंभव है।
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View Solution3
EasyMCQ
जब एक रासायनिक अभिक्रिया के लिए एन्थैल्पी और एन्ट्रॉपी परिवर्तन क्रमशः $-2.5 \times 10^3 \ cal$ और $7.4 \ cal \ K^{-1}$ हैं,तो $298 \ K$ पर अभिक्रिया की प्रकृति क्या होगी:
A
स्वतः प्रवर्तित (Spontaneous)
B
उत्क्रमणीय (Reversible)
C
अनुत्क्रमणीय (Irreversible)
D
अस्वतः प्रवर्तित (Non-spontaneous)
Solution
(A) गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का सूत्र है: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
दिया गया है: $\Delta H = -2.5 \times 10^3 \ cal$,$\Delta S = 7.4 \ cal \ K^{-1}$,और $T = 298 \ K$।
$\Delta G$ की गणना: $\Delta G = (-2500) - (298 \times 7.4) = -2500 - 2205.2 = -4705.2 \ cal$।
चूंकि $\Delta G < 0$ है,इसलिए अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित है।
दिया गया है: $\Delta H = -2.5 \times 10^3 \ cal$,$\Delta S = 7.4 \ cal \ K^{-1}$,और $T = 298 \ K$।
$\Delta G$ की गणना: $\Delta G = (-2500) - (298 \times 7.4) = -2500 - 2205.2 = -4705.2 \ cal$।
चूंकि $\Delta G < 0$ है,इसलिए अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित है।
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View Solution4
MediumMCQ
निम्नलिखित में से किस स्थिति में रासायनिक अभिक्रिया नहीं हो सकती है?
A
$\Delta H > 0$ और $\Delta S > 0$ जहाँ $T\Delta S > \Delta H$
B
$\Delta H < 0$ और $\Delta S < 0$ जहाँ $\Delta H > T\Delta S$
C
$\Delta H > 0$ और $\Delta S < 0$
D
$\Delta H < 0$ और $\Delta S > 0$
Solution
(C) अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित (spontaneous) होने के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ का मान ऋणात्मक $(\Delta G < 0)$ होना चाहिए।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S < 0$ (एन्ट्रॉपी में कमी) है,तो $\Delta G = (+\Delta H) - T(-\Delta S) = \Delta H + T\Delta S$ होगा।
चूँकि दोनों पद धनात्मक हैं,इसलिए तापमान $T$ चाहे कुछ भी हो,$\Delta G$ हमेशा धनात्मक रहेगा।
अतः,इस स्थिति में अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित नहीं हो सकती है।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S < 0$ (एन्ट्रॉपी में कमी) है,तो $\Delta G = (+\Delta H) - T(-\Delta S) = \Delta H + T\Delta S$ होगा।
चूँकि दोनों पद धनात्मक हैं,इसलिए तापमान $T$ चाहे कुछ भी हो,$\Delta G$ हमेशा धनात्मक रहेगा।
अतः,इस स्थिति में अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित नहीं हो सकती है।
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View Solution5
MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सी स्थिति हमेशा एक गैर-स्वतःस्फूर्त परिवर्तन की ओर ले जाएगी?
A
धनात्मक $\Delta H$ और धनात्मक $\Delta S$
B
ऋणात्मक $\Delta H$ और ऋणात्मक $\Delta S$
C
धनात्मक $\Delta H$ और ऋणात्मक $\Delta S$
D
ऋणात्मक $\Delta H$ और धनात्मक $\Delta S$
Solution
(C) किसी प्रक्रिया की स्वतःस्फूर्तता गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन द्वारा निर्धारित की जाती है,जिसका समीकरण $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ है।
प्रक्रिया के गैर-स्वतःस्फूर्त होने के लिए,$\Delta G$ का मान धनात्मक $(> 0)$ होना चाहिए।
जब $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S < 0$ (एन्ट्रॉपी में कमी) होता है,तो पद $\Delta G = (+\Delta H) - T(-\Delta S) = \Delta H + T\Delta S$ सभी तापमानों $T$ पर हमेशा धनात्मक रहेगा।
इसलिए,$\Delta H > 0$ और $\Delta S < 0$ की स्थिति हमेशा एक गैर-स्वतःस्फूर्त परिवर्तन की ओर ले जाती है।
प्रक्रिया के गैर-स्वतःस्फूर्त होने के लिए,$\Delta G$ का मान धनात्मक $(> 0)$ होना चाहिए।
जब $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S < 0$ (एन्ट्रॉपी में कमी) होता है,तो पद $\Delta G = (+\Delta H) - T(-\Delta S) = \Delta H + T\Delta S$ सभी तापमानों $T$ पर हमेशा धनात्मक रहेगा।
इसलिए,$\Delta H > 0$ और $\Delta S < 0$ की स्थिति हमेशा एक गैर-स्वतःस्फूर्त परिवर्तन की ओर ले जाती है।
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View Solution6
MediumMCQ
एक प्रक्रिया स्थिर तापमान और दबाव पर हो रही है। तो
A
$\Delta H = \Delta E$
B
$\Delta H = T\Delta S$
C
$\Delta H = 0$
D
$\Delta S = 0$
Solution
(B) स्थिर तापमान और दबाव पर होने वाली प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन समीकरण $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ द्वारा दिया जाता है।
साम्यावस्था पर,प्रक्रिया प्रतिवर्ती होती है और गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन शून्य होता है,अर्थात $\Delta G = 0$।
इसे समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर,हमें $0 = \Delta H - T\Delta S$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $\Delta H = T\Delta S$।
साम्यावस्था पर,प्रक्रिया प्रतिवर्ती होती है और गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन शून्य होता है,अर्थात $\Delta G = 0$।
इसे समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर,हमें $0 = \Delta H - T\Delta S$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $\Delta H = T\Delta S$।
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View Solution7
EasyMCQ
एक स्वतःप्रवर्तित परिवर्तन के लिए,मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G$ होता है
A
धनात्मक
B
ऋणात्मक
C
शून्य
D
धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है
Solution
(B) किसी प्रक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए।
अतः,$\Delta G < 0$।
अतः,$\Delta G < 0$।
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View Solution8
EasyMCQ
मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का ऋण चिह्न यह दर्शाता है कि
A
अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित होने की प्रवृत्ति रखती है
B
अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित नहीं है
C
निकाय साम्यावस्था में है
D
अभिक्रिया के होने की संभावना बहुत कम है
Solution
(A) रासायनिक अभिक्रिया के लिए,स्वतः प्रवर्तितता (spontaneity) का निर्धारण गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$\Delta G$ द्वारा किया जाता है।
यदि $\Delta G < 0$ (ऋणात्मक मान) है,तो अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित होती है।
यदि $\Delta G > 0$ (धनात्मक मान) है,तो अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित नहीं होती है।
यदि $\Delta G = 0$ है,तो निकाय साम्यावस्था में होता है।
अतः,मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का ऋण चिह्न यह दर्शाता है कि अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित होने की प्रवृत्ति रखती है।
यदि $\Delta G < 0$ (ऋणात्मक मान) है,तो अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित होती है।
यदि $\Delta G > 0$ (धनात्मक मान) है,तो अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित नहीं होती है।
यदि $\Delta G = 0$ है,तो निकाय साम्यावस्था में होता है।
अतः,मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का ऋण चिह्न यह दर्शाता है कि अभिक्रिया स्वतः प्रवर्तित होने की प्रवृत्ति रखती है।
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View Solution9
EasyMCQ
$\Delta G$ और $\Delta H$ के बीच का संबंध है
A
$\Delta H = \Delta G - T \Delta S$
B
$\Delta G = \Delta H - T \Delta S$
C
$T \Delta S - \Delta G = \Delta H$
D
$\Delta H = T \Delta G + \Delta S$
Solution
(B) गिब्स-हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण गिब्स मुक्त ऊर्जा $(\Delta G)$,एन्थैल्पी $(\Delta H)$,तापमान $(T)$ और एन्ट्रापी $(\Delta S)$ के बीच के संबंध को दर्शाता है।
यह सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$.
यह सूत्र द्वारा दिया जाता है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$.
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View Solution10
EasyMCQ
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ संबंध किसके द्वारा दिया गया था?
A
बोल्ट्ज़मैन
B
फैराडे
C
गिब्स-हेल्महोल्ट्ज़
D
थॉमसन
Solution
(C) $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ समीकरण को $Gibbs-Helmholtz$ समीकरण के रूप में जाना जाता है,जो स्थिर तापमान $(T)$ पर गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $(\Delta G)$ को एन्थैल्पी $(\Delta H)$ और एन्ट्रापी $(\Delta S)$ में परिवर्तन से जोड़ता है।
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View Solution11
EasyMCQ
स्थिर दाब और तापमान पर,किसी भी स्वतःस्फूर्त रासायनिक अभिक्रिया की दिशा उस अवस्था की ओर होती है जहाँ किसमें कमी आती है?
A
एंट्रॉपी
B
एन्थैल्पी
C
गिब्स मुक्त ऊर्जा
D
उपरोक्त में से कोई नहीं
Solution
(C) स्थिर दाब और तापमान पर एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए।
अतः,अभिक्रिया उस दिशा में आगे बढ़ती है जहाँ गिब्स मुक्त ऊर्जा में कमी आती है,अर्थात $\Delta G < 0$।
अतः,अभिक्रिया उस दिशा में आगे बढ़ती है जहाँ गिब्स मुक्त ऊर्जा में कमी आती है,अर्थात $\Delta G < 0$।
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View Solution12
MediumMCQ
एक आदर्श गैस की समतापीय प्रक्रिया के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा की दबाव पर निर्भरता किसके द्वारा दी जाती है?
A
$\Delta G_T = nRT \ln \frac{P_2}{P_1}$
B
$\Delta G_T = nRT \ln \frac{V_2}{V_1}$
C
$\Delta G_T = nRT \log \frac{P_1}{P_2}$
D
$\Delta G_T = nRT \log \frac{V_2}{V_1}$
Solution
(A) एक आदर्श गैस की समतापीय प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन दबाव के साथ इस समीकरण द्वारा संबंधित है: $\Delta G = \int_{P_1}^{P_2} V \, dP$
चूंकि $PV = nRT$,इसलिए $V = \frac{nRT}{P}$ होता है।
इसे समाकल में प्रतिस्थापित करने पर: $\Delta G = \int_{P_1}^{P_2} \frac{nRT}{P} \, dP = nRT \int_{P_1}^{P_2} \frac{1}{P} \, dP$
समाकलन करने पर प्राप्त होता है: $\Delta G = nRT \ln \left( \frac{P_2}{P_1} \right)$
अतः,सही विकल्प $A$ है।
चूंकि $PV = nRT$,इसलिए $V = \frac{nRT}{P}$ होता है।
इसे समाकल में प्रतिस्थापित करने पर: $\Delta G = \int_{P_1}^{P_2} \frac{nRT}{P} \, dP = nRT \int_{P_1}^{P_2} \frac{1}{P} \, dP$
समाकलन करने पर प्राप्त होता है: $\Delta G = nRT \ln \left( \frac{P_2}{P_1} \right)$
अतः,सही विकल्प $A$ है।
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MediumMCQ
$P = 1 \ atm$ और $T = 373 \ K$ पर $H_2O_{(l)} \to H_2O_{(g)}$ परिवर्तन के लिए,मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G = 0$ है। यह क्या दर्शाता है?
A
$H_2O_{(l)}$,$H_2O_{(g)}$ के साथ साम्यावस्था में है
B
जल $373 \ K$ पर स्वतः उबलता है
C
जल $373 \ K$ पर स्वतः नहीं उबलता है
D
जल वाष्प का संघनन $373 \ K$ पर स्वतः होता है
Solution
(A) $\Delta G = 0$ की स्थिति यह दर्शाती है कि निकाय साम्यावस्था में है।
$1 \ atm$ और $373 \ K$ (जल का क्वथनांक) पर प्रावस्था परिवर्तन $H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_2O_{(g)}$ के लिए,द्रव और गैसीय अवस्थाएँ साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में होती हैं।
अतः,सही कथन यह है कि $H_2O_{(l)}$,$H_2O_{(g)}$ के साथ साम्यावस्था में है।
$1 \ atm$ और $373 \ K$ (जल का क्वथनांक) पर प्रावस्था परिवर्तन $H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_2O_{(g)}$ के लिए,द्रव और गैसीय अवस्थाएँ साम्यावस्था में सह-अस्तित्व में होती हैं।
अतः,सही कथन यह है कि $H_2O_{(l)}$,$H_2O_{(g)}$ के साथ साम्यावस्था में है।
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MediumMCQ
$100 \ ^oC$ और $1 \ atm$ दाब पर $1.0 \ mole$ जल का $100 \ ^oC$ और $1 \ atm$ दाब पर भाप में परिवर्तन होने पर मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G$ क्या होगा?
A
$540$
B
$-9800$
C
$9800$
D
$0$
Solution
(D) $100 \ ^oC$ और $1 \ atm$ दाब पर $1.0 \ mole$ जल का भाप में परिवर्तन उसके क्वथनांक पर होने वाली प्रावस्था परिवर्तन की प्रक्रिया है।
क्वथनांक पर,द्रव और वाष्प प्रावस्थाएँ साम्यावस्था में होती हैं।
साम्यावस्था पर होने वाली किसी भी प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
क्वथनांक पर,द्रव और वाष्प प्रावस्थाएँ साम्यावस्था में होती हैं।
साम्यावस्था पर होने वाली किसी भी प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
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MediumMCQ
$N_2O_4$ के $NO_2$ में अपघटन की मानक एन्थैल्पी $58.04 \, kJ$ है और इस अभिक्रिया की मानक एन्ट्रॉपी $176.7 \, J/K$ है। $25 \, ^oC$ पर इस अभिक्रिया के लिए मानक मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $..... \, kJ$ है।
A
$539$
B
$-539$
C
$-5.39$
D
$5.39$
Solution
(D) मानक मुक्त ऊर्जा परिवर्तन की गणना गिब्स-हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण $\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ$ का उपयोग करके की जाती है।
दिया गया है: $\Delta H^\circ = 58.04 \, kJ = 58040 \, J$,$\Delta S^\circ = 176.7 \, J/K$,और $T = 25 + 273 = 298 \, K$।
मान रखने पर: $\Delta G^\circ = 58040 \, J - (298 \, K \times 176.7 \, J/K)$।
$\Delta G^\circ = 58040 \, J - 52656.6 \, J = 5383.4 \, J$।
$kJ$ में बदलने पर: $\Delta G^\circ = 5.3834 \, kJ \approx 5.39 \, kJ$।
दिया गया है: $\Delta H^\circ = 58.04 \, kJ = 58040 \, J$,$\Delta S^\circ = 176.7 \, J/K$,और $T = 25 + 273 = 298 \, K$।
मान रखने पर: $\Delta G^\circ = 58040 \, J - (298 \, K \times 176.7 \, J/K)$।
$\Delta G^\circ = 58040 \, J - 52656.6 \, J = 5383.4 \, J$।
$kJ$ में बदलने पर: $\Delta G^\circ = 5.3834 \, kJ \approx 5.39 \, kJ$।
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EasyMCQ
रासायनिक अभिक्रिया की स्वतःप्रवर्तितता (spontaneity) किसमें होने वाले ऋणात्मक परिवर्तन द्वारा निर्धारित की जाती है?
A
आंतरिक ऊर्जा
B
एन्थैल्पी
C
एन्ट्रॉपी
D
मुक्त ऊर्जा
Solution
(D) स्थिर तापमान और दबाव पर एक रासायनिक अभिक्रिया की स्वतःप्रवर्तितता गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$\Delta G$ द्वारा निर्धारित की जाती है।
एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए,अर्थात,$\Delta G < 0$।
एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए,अर्थात,$\Delta G < 0$।
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MediumMCQ
$25 \, ^oC$ पर एक अभिक्रिया के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन और एन्ट्रॉपी परिवर्तन क्रमशः $-11.7 \times 10^3 \, J \, mol^{-1}$ और $-105 \, J \, mol^{-1} \, K^{-1}$ हैं। गिब्स मुक्त ऊर्जा $kJ$ में क्या होगी?
A
$15.05$
B
$19.59$
C
$2.55$
D
$22.55$
Solution
(B) गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का सूत्र: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ है।
दिया गया है: $\Delta H = -11.7 \times 10^3 \, J \, mol^{-1}$,$\Delta S = -105 \, J \, mol^{-1} \, K^{-1}$,और $T = 25 + 273 = 298 \, K$.
मान रखने पर: $\Delta G = -11.7 \times 10^3 - (298 \times -105)$.
$\Delta G = -11700 + 31290 = 19590 \, J \, mol^{-1}$.
$kJ$ में बदलने पर: $\Delta G = 19590 / 1000 = 19.59 \, kJ \, mol^{-1}$.
दिया गया है: $\Delta H = -11.7 \times 10^3 \, J \, mol^{-1}$,$\Delta S = -105 \, J \, mol^{-1} \, K^{-1}$,और $T = 25 + 273 = 298 \, K$.
मान रखने पर: $\Delta G = -11.7 \times 10^3 - (298 \times -105)$.
$\Delta G = -11700 + 31290 = 19590 \, J \, mol^{-1}$.
$kJ$ में बदलने पर: $\Delta G = 19590 / 1000 = 19.59 \, kJ \, mol^{-1}$.
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EasyMCQ
गिब्स मुक्त ऊर्जा $G$,एन्थैल्पी $H$ और एन्ट्रॉपी $S$ आपस में किस प्रकार संबंधित हैं?
A
$G = H + TS$
B
$G = H - TS$
C
$G - TS = H$
D
$G = S = H$
Solution
(B) गिब्स मुक्त ऊर्जा $G$,एन्थैल्पी $H$ और एन्ट्रॉपी $S$ का पारस्परिक संबंध $G = H - TS$ है।
इसी प्रकार,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G$,एन्थैल्पी में परिवर्तन $\Delta H$ और एन्ट्रॉपी में परिवर्तन $\Delta S$ का संबंध $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ द्वारा दिया जाता है।
इसी प्रकार,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G$,एन्थैल्पी में परिवर्तन $\Delta H$ और एन्ट्रॉपी में परिवर्तन $\Delta S$ का संबंध $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ द्वारा दिया जाता है।
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MediumMCQ
अभिक्रिया की व्यवहार्यता के लिए आवश्यक शर्त यह है कि
A
अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी होनी चाहिए
B
उत्पादों की एन्ट्रॉपी अभिकारकों से अधिक होनी चाहिए
C
अभिक्रिया मुक्त ऊर्जा में कमी के साथ होनी चाहिए
D
अभिक्रिया में उच्च सक्रियण ऊर्जा होनी चाहिए
Solution
(C) किसी अभिक्रिया के व्यवहार्य या स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $(\Delta G)$ ऋणात्मक होना चाहिए।
अतः,शर्त $\Delta G < 0$ है।
अतः,शर्त $\Delta G < 0$ है।
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View Solution20
MediumMCQ
$298 \, K$ पर ग्रेफाइट और हीरे का घनत्व क्रमशः $2.25 \, g \, cm^{-3}$ और $3.31 \, g \, cm^{-3}$ है। यदि मानक मुक्त ऊर्जा अंतर $(\Delta G^o) = 1895 \, J \, mol^{-1}$ है, तो वह दबाव जिस पर $298 \, K$ पर ग्रेफाइट हीरे में परिवर्तित हो जाएगा, है:
A
$9.92 \times 10^5 \, Pa$
B
$9.92 \times 10^8 \, Pa$
C
$9.92 \times 10^7 \, Pa$
D
$9.92 \times 10^6 \, Pa$
Solution
(B) रूपांतरण प्रक्रिया $C_{\text{graphite}} \rightarrow C_{\text{diamond}}$ है।
साम्यावस्था पर $\Delta G = \Delta G^o + \Delta V \times P = 0$ होता है।
$\Delta V = V_{\text{diamond}} - V_{\text{graphite}} = M \times (\frac{1}{\rho_{\text{diamond}}} - \frac{1}{\rho_{\text{graphite}}})$.
गणना करने पर, $P = \frac{-\Delta G^o}{\Delta V}$ प्राप्त होता है।
दिए गए विकल्पों के अनुसार सही उत्तर $9.92 \times 10^8 \, Pa$ है।
साम्यावस्था पर $\Delta G = \Delta G^o + \Delta V \times P = 0$ होता है।
$\Delta V = V_{\text{diamond}} - V_{\text{graphite}} = M \times (\frac{1}{\rho_{\text{diamond}}} - \frac{1}{\rho_{\text{graphite}}})$.
गणना करने पर, $P = \frac{-\Delta G^o}{\Delta V}$ प्राप्त होता है।
दिए गए विकल्पों के अनुसार सही उत्तर $9.92 \times 10^8 \, Pa$ है।
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View Solution21
MediumMCQ
गिब्स मुक्त ऊर्जा $(G)$ को इस प्रकार परिभाषित किया गया है
A
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$
B
$\Delta G = \Delta H + \frac{T}{\Delta S}$
C
$\Delta H = \Delta G - T\Delta S$
D
$\Delta G = \Delta H + T \cdot C_p$
Solution
(A) स्थिर तापमान और दबाव पर एक प्रक्रिया के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $(\Delta G)$ को निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया जाता है:
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$
जहाँ $\Delta H$ एन्थैल्पी में परिवर्तन है,$T$ परम तापमान है,और $\Delta S$ एन्ट्रॉपी में परिवर्तन है।
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$
जहाँ $\Delta H$ एन्थैल्पी में परिवर्तन है,$T$ परम तापमान है,और $\Delta S$ एन्ट्रॉपी में परिवर्तन है।
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View Solution22
MediumMCQ
$298 \ K$ पर अमोनिया के ऑक्सीकरण के लिए मानक एन्थैल्पी और मानक एन्ट्रॉपी परिवर्तन क्रमशः $-382.64 \ kJ \ mol^{-1}$ और $-145.6 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ हैं। $298 \ K$ पर उसी अभिक्रिया के लिए मानक गिब्स ऊर्जा परिवर्तन $..... \ kJ \ mol^{-1}$ है।
A
$-439.3$
B
$-523.2$
C
$-221.1$
D
$-339.3$
Solution
(D) मानक गिब्स ऊर्जा परिवर्तन $(\Delta G^{\circ})$ की गणना संबंध: $\Delta G^{\circ} = \Delta H^{\circ} - T\Delta S^{\circ}$ का उपयोग करके की जाती है।
दिया गया है:
$\Delta H^{\circ} = -382.64 \ kJ \ mol^{-1}$
$\Delta S^{\circ} = -145.6 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1} = -0.1456 \ kJ \ K^{-1} \ mol^{-1}$
$T = 298 \ K$
मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$\Delta G^{\circ} = -382.64 \ kJ \ mol^{-1} - (298 \ K \times -0.1456 \ kJ \ K^{-1} \ mol^{-1})$
$\Delta G^{\circ} = -382.64 + 43.3888$
$\Delta G^{\circ} = -339.2512 \ kJ \ mol^{-1} \approx -339.3 \ kJ \ mol^{-1}$.
दिया गया है:
$\Delta H^{\circ} = -382.64 \ kJ \ mol^{-1}$
$\Delta S^{\circ} = -145.6 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1} = -0.1456 \ kJ \ K^{-1} \ mol^{-1}$
$T = 298 \ K$
मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
$\Delta G^{\circ} = -382.64 \ kJ \ mol^{-1} - (298 \ K \times -0.1456 \ kJ \ K^{-1} \ mol^{-1})$
$\Delta G^{\circ} = -382.64 + 43.3888$
$\Delta G^{\circ} = -339.2512 \ kJ \ mol^{-1} \approx -339.3 \ kJ \ mol^{-1}$.
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$1000 \, ^oC$ पर $\Delta H = 31400 \, cal$ और $\Delta S = 32 \, cal \, K^{-1} \, mol^{-1}$ वाली अभिक्रिया के लिए मुक्त ऊर्जा ....... $cal$ है।
A
$-9336$
B
$-7386$
C
$-1936$
D
$+9336$
Solution
(A) गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का सूत्र: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ है।
दिया गया है: $\Delta H = 31400 \, cal$,$\Delta S = 32 \, cal \, K^{-1} \, mol^{-1}$,और $T = 1000 + 273 = 1273 \, K$।
मान रखने पर: $\Delta G = 31400 - (1273 \times 32)$।
$\Delta G = 31400 - 40736 = -9336 \, cal$।
दिया गया है: $\Delta H = 31400 \, cal$,$\Delta S = 32 \, cal \, K^{-1} \, mol^{-1}$,और $T = 1000 + 273 = 1273 \, K$।
मान रखने पर: $\Delta G = 31400 - (1273 \times 32)$।
$\Delta G = 31400 - 40736 = -9336 \, cal$।
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एक अभिक्रिया के लिए $\Delta H = 9.08 \ kJ \ mol^{-1}$ और $\Delta S = 35.7 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ है। अभिक्रिया के लिए निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?
A
उत्क्रमणीय और समतापीय
B
उत्क्रमणीय और ऊष्माक्षेपी
C
स्वतःप्रवर्तित और ऊष्माशोषी
D
स्वतःप्रवर्तित और ऊष्माक्षेपी
Solution
(C) अभिक्रिया ऊष्माशोषी है क्योंकि $\Delta H > 0$ $(9.08 \ kJ \ mol^{-1})$।
स्वतःप्रवर्तितता निर्धारित करने के लिए,हम गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण का उपयोग करते हैं: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,$\Delta G$ ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
$\Delta G = 9080 \ J \ mol^{-1} - T(35.7 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1})$।
$\Delta G < 0$ रखने पर,हमें $9080 < T(35.7)$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $T > 254.34 \ K$।
अतः,अभिक्रिया $254.34 \ K$ से अधिक तापमान पर स्वतःप्रवर्तित हो सकती है और यह ऊष्माशोषी है,इसलिए विकल्प $(C)$ सबसे उपयुक्त विवरण है।
स्वतःप्रवर्तितता निर्धारित करने के लिए,हम गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण का उपयोग करते हैं: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,$\Delta G$ ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
$\Delta G = 9080 \ J \ mol^{-1} - T(35.7 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1})$।
$\Delta G < 0$ रखने पर,हमें $9080 < T(35.7)$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $T > 254.34 \ K$।
अतः,अभिक्रिया $254.34 \ K$ से अधिक तापमान पर स्वतःप्रवर्तित हो सकती है और यह ऊष्माशोषी है,इसलिए विकल्प $(C)$ सबसे उपयुक्त विवरण है।
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MediumMCQ
किसी अभिक्रिया के स्वतः प्रवर्तित होने के लिए,निम्नलिखित में से कौन सी शर्त पूरी होनी चाहिए?
A
$(\Delta H - T\Delta S)$ ऋणात्मक होना चाहिए
B
$(\Delta H + T\Delta S)$ ऋणात्मक होना चाहिए
C
$\Delta H$ ऋणात्मक होना चाहिए
D
$\Delta S$ ऋणात्मक होना चाहिए
Solution
(A) किसी अभिक्रिया के स्वतः प्रवर्तित होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए।
चूंकि $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$,इसलिए $(\Delta H - T\Delta S)$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
चूंकि $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$,इसलिए $(\Delta H - T\Delta S)$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
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$0 \, ^\circ C$ पर $3 \ moles$ जल के पिघलने के लिए $\Delta G^o$ का मान क्या है?
A
शून्य
B
$+ve$
C
$-ve$
D
अनिश्चित
Solution
(A) $0 \, ^\circ C$ और $1 \, atm$ दाब पर,बर्फ और द्रव जल साम्यावस्था में होते हैं।
साम्यावस्था पर किसी भी प्रक्रम के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
चूंकि गलनांक पर जल का पिघलना एक उत्क्रमणीय साम्यावस्था प्रक्रम है,इसलिए $\Delta G^o = 0$ होगा।
साम्यावस्था पर किसी भी प्रक्रम के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
चूंकि गलनांक पर जल का पिघलना एक उत्क्रमणीय साम्यावस्था प्रक्रम है,इसलिए $\Delta G^o = 0$ होगा।
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MediumMCQ
अभिक्रिया $H_{2(g)} + \frac{1}{2}O_{2(g)} \to H_2O_{(l)}$ के लिए,$\Delta H = -285.8 \ kJ \ mol^{-1}$,$\Delta S = -0.163 \ kJ \ mol^{-1} K^{-1}$ है। $27 \ ^\circ C$ पर इस अभिक्रिया के लिए मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का मान $kJ \ mol^{-1}$ में क्या होगा?
A
$-236.9$
B
$-281.4$
C
$-334.7$
D
$+334.7$
Solution
(A) गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन का सूत्र: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ है।
दिया गया है: $\Delta H = -285.8 \ kJ \ mol^{-1}$,$\Delta S = -0.163 \ kJ \ mol^{-1} K^{-1}$,और $T = 27 + 273 = 300 \ K$।
मान रखने पर: $\Delta G = (-285.8) - (300 \times -0.163)$।
$\Delta G = -285.8 + 48.9 = -236.9 \ kJ \ mol^{-1}$।
दिया गया है: $\Delta H = -285.8 \ kJ \ mol^{-1}$,$\Delta S = -0.163 \ kJ \ mol^{-1} K^{-1}$,और $T = 27 + 273 = 300 \ K$।
मान रखने पर: $\Delta G = (-285.8) - (300 \times -0.163)$।
$\Delta G = -285.8 + 48.9 = -236.9 \ kJ \ mol^{-1}$।
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निम्नलिखित में से कौन सी स्थिति अभिक्रिया को होने से रोकेगी या उसका विरोध करेगी?
A
$\Delta H = +ve, \Delta S = +ve$ लेकिन $\Delta H < T \Delta S$
B
$\Delta H = -ve, \Delta S = -ve$ लेकिन $\Delta H > T \Delta S$
C
$\Delta H = -ve, \Delta S = +ve$
D
$\Delta H = +ve, \Delta S = -ve$
Solution
(D) अभिक्रिया की स्वतःप्रवर्तकता गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ द्वारा निर्धारित की जाती है।
अभिक्रिया के गैर-स्वतःप्रवर्तित (विरोध) होने के लिए,$\Delta G$ का मान धनात्मक $(> 0)$ होना चाहिए।
जब $\Delta H = +ve$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S = -ve$ (एन्ट्रॉपी में कमी) हो,तो $\Delta G = (+ve) - T(-ve) = (+ve) + T(+ve)$ पद हमेशा धनात्मक रहेगा,चाहे तापमान $T$ कुछ भी हो।
अतः,$\Delta H = +ve$ और $\Delta S = -ve$ की स्थिति हमेशा अभिक्रिया का विरोध करेगी।
अभिक्रिया के गैर-स्वतःप्रवर्तित (विरोध) होने के लिए,$\Delta G$ का मान धनात्मक $(> 0)$ होना चाहिए।
जब $\Delta H = +ve$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S = -ve$ (एन्ट्रॉपी में कमी) हो,तो $\Delta G = (+ve) - T(-ve) = (+ve) + T(+ve)$ पद हमेशा धनात्मक रहेगा,चाहे तापमान $T$ कुछ भी हो।
अतः,$\Delta H = +ve$ और $\Delta S = -ve$ की स्थिति हमेशा अभिक्रिया का विरोध करेगी।
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किसी भी तापमान पर अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित (spontaneous) होने के लिए निम्नलिखित में से क्या सत्य है?
A
$\Delta G < 0, \Delta H < 0$
B
$\Delta G = \Delta H = 0$
C
$\Delta G > 0, \Delta H > 0$
D
$\Delta H < \Delta G$
Solution
(A) अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए,अर्थात $\Delta G < 0$।
गिब्स-हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण के अनुसार,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
किसी भी तापमान पर अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित रहने के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H$ ऋणात्मक (ऊष्माक्षेपी) और एन्ट्रॉपी परिवर्तन $\Delta S$ धनात्मक होना चाहिए।
अतः,सही शर्त $\Delta G < 0$ और $\Delta H < 0$ है।
गिब्स-हेल्महोल्ट्ज़ समीकरण के अनुसार,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
किसी भी तापमान पर अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित रहने के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन $\Delta H$ ऋणात्मक (ऊष्माक्षेपी) और एन्ट्रॉपी परिवर्तन $\Delta S$ धनात्मक होना चाहिए।
अतः,सही शर्त $\Delta G < 0$ और $\Delta H < 0$ है।
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EasyMCQ
स्थिर तापमान और दबाव पर होने वाली प्रक्रिया के लिए,संतुलन पर निम्नलिखित में से क्या सत्य है?
A
$\Delta H = \Delta U$
B
$\Delta H = T \Delta S$
C
$\Delta H = 0$
D
$\Delta S = 0$
Solution
(B) स्थिर तापमान और दबाव पर एक प्रक्रिया के लिए,संतुलन की स्थिति गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G = 0$ द्वारा परिभाषित होती है।
चूंकि $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$,इसलिए $\Delta G = 0$ रखने पर हमें $\Delta H = T \Delta S$ प्राप्त होता है।
चूंकि $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$,इसलिए $\Delta G = 0$ रखने पर हमें $\Delta H = T \Delta S$ प्राप्त होता है।
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MediumMCQ
स्वतः प्रवर्तित प्रक्रिया के लिए,निम्नलिखित में से कौन सी स्थिति सबसे अनुकूल है?
A
$T \Delta S > \Delta H, \Delta H > 0, \Delta S > 0$
B
$T \Delta S > \Delta H, \Delta H > 0, \Delta S < 0$
C
$T \Delta S = \Delta H, \Delta H < 0, \Delta S < 0$
D
$T \Delta S = \Delta H, \Delta H > 0, \Delta S > 0$
Solution
(A) किसी प्रक्रिया के स्वतः प्रवर्तित होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए $(\Delta G < 0)$।
संबंध इस समीकरण द्वारा दिया जाता है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S > 0$ (एन्ट्रॉपी में वृद्धि) है,तो प्रक्रिया तब स्वतः प्रवर्तित हो जाती है जब $T \Delta S > \Delta H$,क्योंकि यह $\Delta G$ को ऋणात्मक बना देता है।
अतः,सही स्थिति $T \Delta S > \Delta H, \Delta H > 0, \Delta S > 0$ है।
संबंध इस समीकरण द्वारा दिया जाता है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S > 0$ (एन्ट्रॉपी में वृद्धि) है,तो प्रक्रिया तब स्वतः प्रवर्तित हो जाती है जब $T \Delta S > \Delta H$,क्योंकि यह $\Delta G$ को ऋणात्मक बना देता है।
अतः,सही स्थिति $T \Delta S > \Delta H, \Delta H > 0, \Delta S > 0$ है।
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EasyMCQ
एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया के लिए,निम्नलिखित में से कौन सी शर्त पूरी होनी चाहिए?
A
$\Delta S$ ऋणात्मक होना चाहिए
B
$(\Delta H - T \Delta S)$ ऋणात्मक होना चाहिए
C
$(\Delta H - T \Delta S)$ धनात्मक होना चाहिए
D
$\Delta H$ ऋणात्मक होना चाहिए
Solution
(B) किसी प्रक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन,$\Delta G$,ऋणात्मक होना चाहिए।
यह संबंध समीकरण द्वारा दिया गया है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$।
अतः,स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,$(\Delta H - T \Delta S)$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
यह संबंध समीकरण द्वारा दिया गया है: $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$।
अतः,स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,$(\Delta H - T \Delta S)$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
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MediumMCQ
$C_{(graphite)} + CO_{2(g)} \rightarrow 2CO_{(g)}$ अभिक्रिया के लिए $\Delta H = 170 \ kJ$ और $\Delta S = 170 \ J/K$ है। किस तापमान $(K)$ पर अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित (spontaneous) होगी?
A
$710$
B
$910$
C
$1110$
D
$510$
Solution
(C) अभिक्रिया के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G < 0$ होना चाहिए।
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S < 0$ के अनुसार,
$170,000 \ J - T(170 \ J/K) < 0$.
$170,000 < 170T$.
$T > 1000 \ K$.
अतः,अभिक्रिया $1000 \ K$ से अधिक तापमान पर स्वतःप्रवर्तित होगी। दिए गए विकल्पों में से $1110 \ K$ ही $1000 \ K$ से अधिक है।
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S < 0$ के अनुसार,
$170,000 \ J - T(170 \ J/K) < 0$.
$170,000 < 170T$.
$T > 1000 \ K$.
अतः,अभिक्रिया $1000 \ K$ से अधिक तापमान पर स्वतःप्रवर्तित होगी। दिए गए विकल्पों में से $1110 \ K$ ही $1000 \ K$ से अधिक है।
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MediumMCQ
$298 \ K$ तापमान और $1 \ atm$ दाब पर $CaCO_3(s) \rightarrow CaO(s) + CO_2(g)$ अभिक्रिया के लिए $\Delta H^o$ और $\Delta S^o$ के मान क्रमशः $+179.1 \ kJ \ mol^{-1}$ और $+160.2 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ हैं। यह मानते हुए कि $\Delta H^o$ और $\Delta S^o$ तापमान के साथ नहीं बदलते हैं,यह प्रक्रिया किस तापमान ($K$ में) से अधिक तापमान पर स्वतः होगी?
A
$1008$
B
$1200$
C
$845$
D
$1118$
Solution
(D) किसी प्रक्रिया के स्वतः होने के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए,अर्थात $\Delta G < 0$.
चूंकि $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$,स्वतः होने की शर्त $\Delta H - T \Delta S < 0$ है।
इसका अर्थ है $T > \frac{\Delta H}{\Delta S}$.
यहाँ $\Delta H = +179.1 \ kJ \ mol^{-1} = 179100 \ J \ mol^{-1}$ और $\Delta S = +160.2 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ है।
$T > \frac{179100}{160.2} \ K$.
$T > 1117.97 \ K$.
अतः,यह प्रक्रिया $1118 \ K$ से अधिक तापमान पर स्वतः होगी।
चूंकि $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$,स्वतः होने की शर्त $\Delta H - T \Delta S < 0$ है।
इसका अर्थ है $T > \frac{\Delta H}{\Delta S}$.
यहाँ $\Delta H = +179.1 \ kJ \ mol^{-1} = 179100 \ J \ mol^{-1}$ और $\Delta S = +160.2 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ है।
$T > \frac{179100}{160.2} \ K$.
$T > 1117.97 \ K$.
अतः,यह प्रक्रिया $1118 \ K$ से अधिक तापमान पर स्वतः होगी।
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MediumMCQ
एक निश्चित अभिक्रिया के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन और एन्ट्रॉपी परिवर्तन क्रमशः $40.63 \ kJ \ mol^{-1}$ और $100 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$ हैं। $27 \ ^oC$ पर $\Delta G$ का मान क्या होगा?
A
$10630 \ J \ mol^{-1}$
B
$10789 \ J \ mol^{-1}$
C
$11532 \ J \ mol^{-1}$
D
$10576 \ J \ mol^{-1}$
Solution
(A) दिया गया है: $\Delta H = 40.63 \ kJ \ mol^{-1} = 40630 \ J \ mol^{-1}$
$\Delta S = 100 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$
$T = 27 \ ^oC = 27 + 273 = 300 \ K$
गिब्स मुक्त ऊर्जा का समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ है।
मान रखने पर: $\Delta G = 40630 - (300 \times 100)$
$\Delta G = 40630 - 30000 = 10630 \ J \ mol^{-1}$.
$\Delta S = 100 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$
$T = 27 \ ^oC = 27 + 273 = 300 \ K$
गिब्स मुक्त ऊर्जा का समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ है।
मान रखने पर: $\Delta G = 40630 - (300 \times 100)$
$\Delta G = 40630 - 30000 = 10630 \ J \ mol^{-1}$.
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MediumMCQ
स्थिर तापमान $T$ और दबाव $P$ पर एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए,यदि प्रक्रिया स्वतःस्फूर्त है,तो निम्नलिखित में से कौन सा सत्य है?
A
$\Delta G > 0$
B
$\Delta H < 0$
C
$\Delta S > 0$
D
$\Delta S < 0$
Solution
(C) गिब्स मुक्त ऊर्जा का समीकरण $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ है।
स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए,शर्त $\Delta G < 0$ है।
ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए,एन्थैल्पी परिवर्तन धनात्मक होता है,अर्थात $\Delta H > 0$।
इन मानों को समीकरण में रखने पर: $\Delta G = (+\Delta H) - T\Delta S < 0$।
इसका अर्थ है कि $T\Delta S > \Delta H$। चूंकि $\Delta H$ धनात्मक है और $T$ धनात्मक है,इसलिए अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए $\Delta S$ को धनात्मक $(\Delta S > 0)$ होना चाहिए।
स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया के लिए,शर्त $\Delta G < 0$ है।
ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए,एन्थैल्पी परिवर्तन धनात्मक होता है,अर्थात $\Delta H > 0$।
इन मानों को समीकरण में रखने पर: $\Delta G = (+\Delta H) - T\Delta S < 0$।
इसका अर्थ है कि $T\Delta S > \Delta H$। चूंकि $\Delta H$ धनात्मक है और $T$ धनात्मक है,इसलिए अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए $\Delta S$ को धनात्मक $(\Delta S > 0)$ होना चाहिए।
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EasyMCQ
गिब्स मुक्त ऊर्जा $(G)$ के लिए निम्नलिखित में से कौन सा सूत्र सही है?
A
$G = H + TS$
B
$G = TS - H$
C
$G = H - TS$
D
$G = H - T$
Solution
(C) गिब्स मुक्त ऊर्जा $(G)$ एक ऊष्मागतिक विभव है जो स्थिर तापमान और दबाव पर एक ऊष्मागतिक प्रणाली द्वारा किए जा सकने वाले अधिकतम प्रतिवर्ती कार्य को मापता है।
इसे समीकरण $G = H - TS$ द्वारा परिभाषित किया गया है,जहाँ $H$ एन्थैल्पी है,$T$ परम तापमान है,और $S$ एन्ट्रॉपी है।
इसे समीकरण $G = H - TS$ द्वारा परिभाषित किया गया है,जहाँ $H$ एन्थैल्पी है,$T$ परम तापमान है,और $S$ एन्ट्रॉपी है।
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MediumMCQ
सभी स्वतःप्रवर्तित (spontaneous) प्रक्रमों में,निम्नलिखित में से क्या सत्य है?
A
ब्रह्मांड की एन्ट्रॉपी घटती है।
B
निकाय की मुक्त ऊर्जा बढ़ती है।
C
निकाय की मुक्त ऊर्जा घटती है।
D
निकाय की एन्थैल्पी बढ़ती है।
Solution
(C) किसी प्रक्रम के स्वतःप्रवर्तित होने के लिए,ब्रह्मांड की कुल एन्ट्रॉपी में परिवर्तन धनात्मक होना चाहिए,अर्थात $\Delta S_{total} > 0$।
स्थिर ताप और दाब पर,स्वतःप्रवर्तितता गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ द्वारा निर्धारित की जाती है।
स्थिर ताप और दाब पर एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रम के लिए,$\Delta G < 0$ होता है।
अतः,निकाय की मुक्त ऊर्जा घटती है।
स्थिर ताप और दाब पर,स्वतःप्रवर्तितता गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ द्वारा निर्धारित की जाती है।
स्थिर ताप और दाब पर एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रम के लिए,$\Delta G < 0$ होता है।
अतः,निकाय की मुक्त ऊर्जा घटती है।
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MediumMCQ
$298 \ K$ पर $2 \ mol$ आदर्श गैस के $10 \ L$ से $20 \ L$ तक उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार के दौरान किए गए कार्य की गणना $J$ में कीजिए। ($.9$ में)
A
$-3823$
B
$-3245$
C
$-3212$
D
$-3434$
Solution
(D) उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार में किया गया कार्य: $W = -2.303 \ nRT \ \log \left( \frac{V_2}{V_1} \right)$.
दिए गए मान: $n = 2 \ mol$,$R = 8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$,$T = 298 \ K$,$V_2 = 20 \ L$,$V_1 = 10 \ L$.
मान रखने पर: $W = -2.303 \times 2 \times 8.314 \times 298 \times \log \left( \frac{20}{10} \right)$.
$W = -2.303 \times 2 \times 8.314 \times 298 \times 0.3010 \approx -3434.9 \ J$.
दिए गए मान: $n = 2 \ mol$,$R = 8.314 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$,$T = 298 \ K$,$V_2 = 20 \ L$,$V_1 = 10 \ L$.
मान रखने पर: $W = -2.303 \times 2 \times 8.314 \times 298 \times \log \left( \frac{20}{10} \right)$.
$W = -2.303 \times 2 \times 8.314 \times 298 \times 0.3010 \approx -3434.9 \ J$.
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EasyMCQ
$1 \ mol$ आदर्श गैस को $1 \ atm$ दाब पर $10 \ L$ क्षमता वाले बल्ब में भरा जाता है और इसे $100 \ L$ क्षमता वाले निर्वात बल्ब से जोड़ा जाता है। इस प्रक्रिया में कितना कार्य (जूल में) किया गया?
A
$405.3$
B
$203.3$
C
$0$
D
$63.3$
Solution
(C) प्रसार प्रक्रिया में किया गया कार्य $W = -P_{ext} \times \Delta V$ सूत्र द्वारा दिया जाता है।
चूंकि गैस निर्वात बल्ब में फैल रही है,इसलिए बाहरी दबाव $P_{ext} = 0 \ atm$ है।
अतः,$W = -0 \times \Delta V = 0 \ J$.
चूंकि गैस निर्वात बल्ब में फैल रही है,इसलिए बाहरी दबाव $P_{ext} = 0 \ atm$ है।
अतः,$W = -0 \times \Delta V = 0 \ J$.
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MediumMCQ
यदि कोई प्रक्रिया स्वतः प्रवर्तित (non-spontaneous) नहीं है,तो निम्नलिखित में से कौन सा विकल्प सही है?
A
$\Delta H < 0, \Delta S > 0$
B
$\Delta H > 0, \Delta S < 0$
C
$\Delta H < 0, \Delta S < 0$
D
$\Delta S = 0, \Delta H = 0$
Solution
(B) गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ के अनुसार,
प्रक्रिया के स्वतः प्रवर्तित न होने के लिए $\Delta G$ का मान धनात्मक $(> 0)$ होना चाहिए।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S < 0$ (एन्ट्रॉपी में कमी) है,तो $\Delta G = (\text{धनात्मक}) - T(\text{ऋणात्मक}) = (\text{धनात्मक}) + (\text{धनात्मक}) = \text{धनात्मक} (> 0)$ प्राप्त होता है।
अतः,$\Delta H > 0$ और $\Delta S < 0$ की स्थिति में प्रक्रिया स्वतः प्रवर्तित नहीं होती है।
प्रक्रिया के स्वतः प्रवर्तित न होने के लिए $\Delta G$ का मान धनात्मक $(> 0)$ होना चाहिए।
यदि $\Delta H > 0$ (ऊष्माशोषी) और $\Delta S < 0$ (एन्ट्रॉपी में कमी) है,तो $\Delta G = (\text{धनात्मक}) - T(\text{ऋणात्मक}) = (\text{धनात्मक}) + (\text{धनात्मक}) = \text{धनात्मक} (> 0)$ प्राप्त होता है।
अतः,$\Delta H > 0$ और $\Delta S < 0$ की स्थिति में प्रक्रिया स्वतः प्रवर्तित नहीं होती है।
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MediumMCQ
$Ag_2O_{(s)} \rightarrow 2Ag_{(s)} + 1/2 O_{2_{(g)}}$ अभिक्रिया के लिए $\Delta H = 30.56 \, kJ \, mol^{-1}$ और $\Delta S = 66 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1}$ है। तो किस तापमान $(K)$ पर अभिक्रिया के लिए मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन शून्य होगा?
A
$373$
B
$413$
C
$463$
D
$493$
Solution
(C) गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन का सूत्र है: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$।
अभिक्रिया के साम्यावस्था में होने के लिए,$\Delta G = 0$ होता है।
अतः,$0 = \Delta H - T\Delta S$,जिसका अर्थ है $T = \frac{\Delta H}{\Delta S}$।
यहाँ $\Delta H = 30.56 \, kJ \, mol^{-1} = 30560 \, J \, mol^{-1}$ और $\Delta S = 66 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1}$ है।
$T = \frac{30560}{66} \approx 463 \, K$।
अभिक्रिया के साम्यावस्था में होने के लिए,$\Delta G = 0$ होता है।
अतः,$0 = \Delta H - T\Delta S$,जिसका अर्थ है $T = \frac{\Delta H}{\Delta S}$।
यहाँ $\Delta H = 30.56 \, kJ \, mol^{-1} = 30560 \, J \, mol^{-1}$ और $\Delta S = 66 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1}$ है।
$T = \frac{30560}{66} \approx 463 \, K$।
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MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सी स्थिति एक स्वतःस्फूर्त रासायनिक अभिक्रिया का परिणाम है?
A
ऊष्माशोषी और एन्ट्रॉपी में कमी
B
ऊष्माक्षेपी और एन्ट्रॉपी में वृद्धि
C
ऊष्माशोषी और एन्ट्रॉपी में वृद्धि
D
ऊष्माक्षेपी और एन्ट्रॉपी में कमी
Solution
(B) किसी अभिक्रिया के स्वतःस्फूर्त होने के लिए,गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $\Delta G$ ऋणात्मक होना चाहिए। यह संबंध समीकरण $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ द्वारा दिया जाता है। $\Delta G$ को ऋणात्मक होने के लिए,$\Delta H$ का मान ऋणात्मक (ऊष्माक्षेपी) और $\Delta S$ का मान धनात्मक (एन्ट्रॉपी/अव्यवस्था में वृद्धि) होना चाहिए।
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MediumMCQ
$283 \ K$ पर बर्फ के पिघलने की प्रक्रिया के लिए $\Delta G$ का मान क्या होगा?
A
$\Delta G > 0$
B
$\Delta G = 0$
C
$\Delta G < 0$
D
इनमें से कोई नहीं
Solution
(C) बर्फ का पिघलना एक प्रावस्था परिवर्तन प्रक्रिया है।
$273 \ K$ $(0 \ ^\circ C)$ पर,बर्फ और पानी साम्यावस्था में होते हैं,इसलिए $\Delta G = 0$ होता है।
$273 \ K$ से अधिक तापमान पर,बर्फ का पिघलना एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया है।
चूंकि $283 \ K$ पर प्रक्रिया स्वतःप्रवर्तित है,इसलिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होगा,अर्थात $\Delta G < 0$।
$273 \ K$ $(0 \ ^\circ C)$ पर,बर्फ और पानी साम्यावस्था में होते हैं,इसलिए $\Delta G = 0$ होता है।
$273 \ K$ से अधिक तापमान पर,बर्फ का पिघलना एक स्वतःप्रवर्तित प्रक्रिया है।
चूंकि $283 \ K$ पर प्रक्रिया स्वतःप्रवर्तित है,इसलिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होगा,अर्थात $\Delta G < 0$।
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MediumMCQ
स्वतः प्रवर्तित प्रक्रिया के दौरान क्या होता है?
A
ऊर्जा में कोई परिवर्तन नहीं होता
B
मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है
C
एन्ट्रॉपी कम हो जाती है
D
आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है
Solution
(B) एक स्वतः प्रवर्तित प्रक्रिया के लिए,निकाय की गिब्स मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है,अर्थात $\Delta G < 0$।
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EasyMCQ
किन परिस्थितियों में अभिक्रिया हमेशा स्वतः प्रवर्तित (spontaneous) होती है?
A
$\Delta H > 0, \Delta S < 0$
B
$\Delta S > 0, \Delta H > 0$
C
$\Delta H < 0, \Delta S > 0$
D
$\Delta H = 0, \Delta S > 0$
Solution
(C) गिब्स मुक्त ऊर्जा समीकरण $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$ के अनुसार,
अभिक्रिया के स्वतः प्रवर्तित होने के लिए $\Delta G$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
यदि $\Delta H < 0$ (ऊष्माक्षेपी) और $\Delta S > 0$ (एन्ट्रॉपी में वृद्धि) है,तो तापमान $T$ चाहे कुछ भी हो,$\Delta G$ हमेशा ऋणात्मक ही प्राप्त होगा।
अतः,इन परिस्थितियों में अभिक्रिया हमेशा स्वतः प्रवर्तित होती है।
अभिक्रिया के स्वतः प्रवर्तित होने के लिए $\Delta G$ का मान ऋणात्मक होना चाहिए।
यदि $\Delta H < 0$ (ऊष्माक्षेपी) और $\Delta S > 0$ (एन्ट्रॉपी में वृद्धि) है,तो तापमान $T$ चाहे कुछ भी हो,$\Delta G$ हमेशा ऋणात्मक ही प्राप्त होगा।
अतः,इन परिस्थितियों में अभिक्रिया हमेशा स्वतः प्रवर्तित होती है।
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MediumMCQ
$310 \ K$ पर $4.50 \ g$ मीथेन का एक नमूना $12.7 \ L$ आयतन घेरता है। जब गैस $200 \ torr$ के स्थिर बाहरी दबाव के विरुद्ध $3.3 \ L$ आयतन बढ़ने तक समतापीय प्रसार करती है,तो किए गए कार्य की गणना $J$ में कीजिए। ($.99$ में)
A
$-87$
B
$-77$
C
$-73$
D
$-85$
Solution
(A) बाहरी दबाव $P_{ext} = 200 \ torr = \frac{200}{760} \ atm \approx 0.26316 \ atm$ है।
आयतन में परिवर्तन $\Delta V = 3.3 \ L$ है।
किया गया कार्य $W = -P_{ext} \times \Delta V$ है।
$W = -0.26316 \ atm \times 3.3 \ L = -0.8684 \ L \cdot atm$।
चूंकि $1 \ L \cdot atm = 101.325 \ J$,
$W = -0.8684 \times 101.325 \ J \approx -87.99 \ J$।
आयतन में परिवर्तन $\Delta V = 3.3 \ L$ है।
किया गया कार्य $W = -P_{ext} \times \Delta V$ है।
$W = -0.26316 \ atm \times 3.3 \ L = -0.8684 \ L \cdot atm$।
चूंकि $1 \ L \cdot atm = 101.325 \ J$,
$W = -0.8684 \times 101.325 \ J \approx -87.99 \ J$।
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EasyMCQ
$0^o \text{C}$ तापमान पर $3 \ mol$ बर्फ के पिघलने के लिए $\Delta G = \dots \dots$
A
शून्य
B
धनात्मक
C
ऋणात्मक
D
निर्धारित नहीं किया जा सकता
Solution
(A) $0^o \text{C}$ $(273 \ K)$ तापमान पर,बर्फ और पानी साम्यावस्था में होते हैं: $H_2O_{(s)} \rightleftharpoons H_2O_{(l)}$.
साम्यावस्था पर किसी भी प्रक्रिया के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
साम्यावस्था पर किसी भी प्रक्रिया के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
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EasyMCQ
स्थिर $T$ और $P$ पर होने वाली एक अनुत्क्रमणीय प्रक्रिया के लिए,जिसमें केवल दाब-आयतन कार्य शामिल है,एन्ट्रॉपी परिवर्तन $(\Delta S)$ और गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन $(\Delta G)$ के लिए कौन सी शर्त संतुष्ट होती है?
A
$(\Delta S) = 0, (\Delta G) = 0$
B
$(\Delta S) = 0, (\Delta G) > 0$
C
$(\Delta S) < 0, (\Delta G) < 0$
D
$(\Delta S) > 0, (\Delta G) < 0$
Solution
(D) स्थिर $T$ और $P$ पर होने वाली स्वतःस्फूर्त (अनुत्क्रमणीय) प्रक्रिया के लिए,स्वतःस्फूर्तता के मानदंड इस प्रकार हैं:
$1$. ब्रह्मांड का कुल एन्ट्रॉपी परिवर्तन धनात्मक होना चाहिए: $(\Delta S)_{total} > 0$ ।
$2$. गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए: $(\Delta G)_{T,P} < 0$ ।
अतः,सही शर्त $(\Delta S)_{total} > 0$ और $(\Delta G) < 0$ है।
$1$. ब्रह्मांड का कुल एन्ट्रॉपी परिवर्तन धनात्मक होना चाहिए: $(\Delta S)_{total} > 0$ ।
$2$. गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक होना चाहिए: $(\Delta G)_{T,P} < 0$ ।
अतः,सही शर्त $(\Delta S)_{total} > 0$ और $(\Delta G) < 0$ है।
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View SolutionThermodynamics — Free energy and Work · Frequently Asked Questions
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