Q 1 :    

The translational degrees of freedom (ft) and rotational degrees of freedom (fr) of CH4 molecule are              [2024]

  • ft=3 and fr=3

     

  • ft=2 and fr=3

     

  • ft=2 and fr=2

     

  • ft=3 and fr=2

     

(A)  CH4 is polyatomic and non-linear,

        The degrees of freedom of CH4 are

  • Translational degrees of freedom ft=3
  • Rotational degrees of freedom fr=3


Q 2 :    

Energy of 10 non rigid diatomic molecules at temperature T is         [2024]

  • 35 KB T

     

  • 35 RT

     

  • 72 RT

     

  • 70 KB T

     

(A)   Degree of freedom of non-rigid diatomic

         MoleculesfRotation+Translation+Vibration

                                                                                                      

                                                        2                         3                         2

        Degree of freedom, f=2+3+2=7

        Energy of one molecule = f2KBT

        energy of 10 molecules

        =10(f2KBT)=10(72KBT)=35KBT

 



Q 3 :    

The average kinetic energy of a monoatomic molecule is 0.414eV at temperature

(Use KB=1.38×10-23J/mol-K)                      [2024]

  • 3000 K

     

  • 3200 K

     

  • 1600 K

     

  • 1500 K

     

(B)   For monoatomic molecule degree of freedom = 3.

          K=32KBT

         T=0.414×1.6×10-19×23×1.38×10-23=3200K

 



Q 4 :    

The total kinetic energy of 1 mole oxygen at 27°C is :

[Use universal gas constant (R) = 8.31J/ mole K]                [2024]

  • 6845.5 J

     

  • 5942.0 J

     

  • 6232.5 J

     

  • 5670.5 J

     

(C)   Kinetic energy = f2nR

                                    =52×1×8.31×300J=6232.5J

 



Q 5 :    

N moles of a polyatomic gas (f = 6) must be mixed with two moles of a monoatomic gas so that the mixture behaves as a diatomic gas. The value of N is                      [2024]

  • 4

     

  • 3

     

  • 6

     

  • 2

     

(A)   feq=n1f1+n2f2n1+n2

         For diatomic gas feq=5

        5=(N)(6)+(2)(3)N+2

        5N+10=6N+6N=4

 

 



Q 6 :    

The parameter that remains the same for molecules of all gases at a given temperature is                   [2024]

  • kinetic energy

     

  • mass

     

  • speed

     

  • Momentum

     

(A)      KE=f2kT

          Conceptual