物理化学第二章课后答案完整版

由天下分享时间：2024/5/14 16:39:43 加入收藏我要投稿点赞

第二章热力学第一定律

1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol

对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－pambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－

1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。解: n = 1mol

恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3）

W =－pambΔV =－p(Vl-Vg ) ≈ pVg = nRT =

在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。 H2O(l)＝ H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol

恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3）

W=－pambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－

系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Qa=,Wa=－；而途径b的Qb=－。求Wb.

解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故 ΔUa = ΔUb

由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Qb + Wb ∴ Wb = Qa + Wa －Qb = －

始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功的末态，步骤的热

；再恒容加热到压力200 kPa

及

。

。途径b为恒压加热过程。求途径b的

解：先确定系统的始、末态

V1=nRT15×8.314×298.15==0.0619m3 P1200000nRT5×8.314×244.58 V2=V===0.1016m3

P100000 ΔU=Wa+Qa=(－5.57+25.42)kJ=19.85kJ

对于途径b，其功为

Wb=－p1ΔV=－200000（0.1016－0.0619）J=－7.932kJ

根据热力学第一定律

4mol某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU的值。解：根据焓的定义

已知水在25℃的密度ρ=997.04kg·m-3。求1mol水(H2O,l)在25℃下：（1）压力从100kPa增加至200kPa时的ΔH;（2）压力从100kPa增加至1Mpa时的ΔH。假设水的密度不随压力改变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。解: 已知 ρ= 997.04kg·m-3 MH2O = × 10-3 kg·mol-1

凝聚相物质恒温变压过程, 水的密度不随压力改变,1molH2O(l)的体积在此压力范围可认为不变, 则 VH2O = m /ρ= M/ρ

ΔH － ΔU = Δ(pV) = V(p2 － p1 ) 摩尔热力学能变与压力无关, ΔU = 0

∴ΔH = Δ(pV) = V(p2 － p1 ) 1) ΔH － ΔU = Δ(pV) = V(p2 － p1 ) = 2) ΔH － ΔU = Δ(pV) = V(p2 － p1 ) =

某理想气体Cv,m=3/2R。今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃。求过程的W，Q，ΔH和ΔU。

解: 理想气体恒容升温过程 n = 5mol CV,m = 3/2R

QV =ΔU = n CV,mΔT = 5××50 = W = 0

ΔH = ΔU + nRΔT = n Cp,mΔT

= n (CV,m+ R)ΔT = 5××50 =

某理想气体Cv,m=5/2R。今有该气体5mol在恒压下温度降低50℃。求过程的W，Q，ΔU和ΔH。

解: 理想气体恒压降温过程 n = 5mol

CV,m = 5/2R Cp,m = 7/2R

Qp =ΔH = n Cp,mΔT = 5××(－50) = － W =－pambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) = ΔU =ΔH－nRΔT = nCV,mΔT = 5××(-50) = －