第五版物理化学第二章习题答案Word格式文档下载.docx

1、再恒容加热到压力200 kPa 的末态，步骤的热 。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 及 。先确定系统的始、末态V1nRT1= 0.0619m 35 8.314298.15P1200000V2 =V= nRT5 8.314 244.58= 0.1016 m 3P100000U = W a + Qa = （5.57 + 25.42 ）kJ = 19.85kJ对于途径 b，其功为W b = p1 V = 200000（0.10160.0619） J = 7.932kJ根据热力学第一定律2.6 4mol 某理想气体，温度升高 20, 求 HU的值。根据焓的定义2-32.7 已知水在 25的密

2、度 =997.04kgm。求 1mol 水 （H2O,l） 在 25下：（ 1）压力从 100kPa 增加至 200kPa 时的 H;（ 2）压力从 100kPa 增加至 1Mpa 时的 H。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。 已知 = 997.04kgmMH2O= 18.015-110kg mol凝聚相物质恒温变压过程 ,水的密度不随压力改变 ,1molH2的体积在此压力范围可认O（l）为不变 , 则 VH2O = m / = M/ H U =（pV） = V（p2 p1 ）摩尔热力学能变与压力无关 ,U = 0H =（pV） = V（p2 p1 ）

3、1）H（pV） = V（p2 p1 ） = 1.8J2）（pV） = V（p2 p1 ） = 16.2J2.8 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，H和 U。 理想气体恒容升温过程n = 5mol CV,m = 3/2RQVV,mT = 5 1.5R 50 = 3.118kJU = n CW = 0H =U + nRT = np,mC T= n （CV,m + R） 2.5R 50 = 5.196kJ2.9 某理想气体 C =5/2R 。今有该气体 5mol 在恒压下温度降低求过程的 W ，Q，Uv,m和 H。 理想气体恒压降温过程

4、n = 5molCV,m = 5/2RCp,m = 7/2Rpp,m T = 5 3.5R（50） = 7.275kJ= H = n CW =ambV = p（V 2） =21） = 2.078kJ-V（nRT -nRTU =HnRT = nCV,m 2.5R-50）（= 5.196kJ2.10 2mol 某理想气体， Cp,m=7/2R。由始态 100kPa,50dm3 ，先恒容加热使压力升高至200kPa，再恒压冷却使体积缩小至 25dm3。求整个过程的 W ， Q，H和 U。过程图示如下3由于 ，则 ，对有理想气体 和 只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的4562

5、.15 容积为 0.1m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0,4mol 的Ar（g） 及150 ,2mol 的 Cu（s）。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t 及过程的H 。已知：Ar（g） 和 Cu（s）的摩尔定压热容 Cp,m 分别为 20.786J mol-1及 24.435 J mol-1 -1，K且假设均不随温度而变。 恒容绝热混合过程Q = 0由热力学第一定律得过程U=U（Ar,g）+U（Cu,s）= 0（Ar,g）20）U（Ar,g） = n（Ar,g） C（tU（Cu,S）p,m2150）H （Cu,s） = n（Cu,s）C（Cu,s） （t解得末态温度

6、 t2= 74.23又得过程H = H（Ar,g） +H（Cu,s）=n（Ar,g）C2 0） + n（Cu,s）Cp,m（Cu,s） （t= 2.47kJ或 H = U+ （pV） =n（Ar,g）R T=48314（74.230）= 2.47kJ78911122.21 求 1molN2（g）在 300K 恒温下从 2dm3 可逆膨胀到 40dm3 时的体积功 W r 。（ 1） 假设 N2（g）为理想气体；（ 2） 假设 N2（g）为范德华气体，其范德华常数见附录。 题给过程为 n = 1mol应用式 （2.6.1）（1） N2为理想气体p = nRT/V（g）（ 2） N2（g）为范德华

7、气体已知 n=1mol a =140.8 10-3Pam6mol-2 b= 39.13 10-6m3mol-1所以2.22 某双原子理想气体 1mol 从始态 350K,200kPa 经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功 W 。（ 1） 恒温下可逆膨胀到 50kPa；（ 2） 恒温反抗 50kPa 恒外压不可逆膨胀；（ 3） 绝热可逆膨胀到 50kPa；（ 4） 绝热反抗 50kPa 恒外压不可逆膨胀。 双原子理想气体n = 5mol； CV,m =（ 5/2）R ； Cp,m = （7/2）R132.23 5mol 双原子理想气体从始态 300K,200kPa，先恒温可逆膨胀到

8、压力为 50kPa，再绝热可逆压缩到末态压力 200kPa。求末态温度 T 及整个过程的 W ，Q， UH和 H。 理想气体连续 pVT 变化过程 . 题给过程为由绝热可逆过程方程式得1） H和 U 只取决于始末态 ,与中间过程无关H = n Cp,mT = n Cp,m（T-T ） = 21.21kJU = n CV,mT = n CV,m （T 3-T 1） = 15.15kJWT = n CV,m（T -T） = 15.15kJ3 2 W = W 1 + W 2 = 2.14kJ3） 由热力学第一定律得 Q =U W = 17.29kJ14151617182.27 已知水 （H 2O,l

9、） 在 100的饱和蒸气压 ps=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓 。求在 100,101.325kPa 下使 1kg 水蒸气全部凝结成液体水时的 W， Q， UH和 H。设水蒸气适用理想气体状态方程式。 题给过程的始末态和过程特性如下：n = m/M = 1kg/18.015g mol = 55.509mol题给相变焓数据的温度与上述相变过程温度一致，直接应用公式计算W=amb V =p（V lg ） pVg = gnRT=172.2kJU = Qp + W = 2084.79kJ2.28 已知 100kPa 下冰的熔点为 0，此时冰的比熔化焓 。水的平均比定压热容 求在

10、绝热容器内向 1kg50的水中投入 0.1kg0 的冰后， 系统末态的温度。计算时不考虑容器的热容。假设冰全部熔化，末态温度为 t：整个过程绝热 H = H1+H2 +H3其中整理可得末态温度 t = 38.2119202.30 蒸气锅炉中连续不断地注入 20的水，将其加热并蒸发成 180，饱和蒸气压为1.003Mpa 的水蒸气。求每生产 1kg 水蒸气所需要的热量。水 （H 2在的摩尔蒸发焓，水的平均摩尔定压热容O,l）100，水蒸气 （H 2O,g）的摩尔定压热容与温度的函数关系见附录。2.31 100kPa 下冰 （H 2O,s）的熔点为 0.在此条件下冰的摩尔熔化焓 。已 知 在 -1

11、0 0 范 围 内 过 冷 水 （H 2O,l） 和 冰 的 摩 尔 定 压 热 容 分 别 为和 。求在常压及 -10下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 在 100kPa、273.15K 下，水和冰互相平衡，所以在 100kPa、263.15K 的过冷水凝固为冰就偏离了平衡条件，因此该过程为不可逆相变化，设计途径如下：2.32 已知水 （H 2O,l） 在 100的摩尔蒸发焓 , 水和水蒸气在 25100范围间的平均摩尔定压热容分别为和求在 25时水的摩尔蒸发焓。由已知温度的相变焓求未知温度的相变焓，常压下对气体摩尔焓的影响通常可以忽略，可直接应用 p68 公式 （2.7.4）22232.34 应用附录中有关物质在 25的标准摩尔生成焓的数据， 计算下列反应在 25时的题给各反应的 和 分别计算如下 :（1）（2）（3）2.35 应用附录中有关物质的热化学数据 ,计算 25时反应的标准摩尔反应焓 ,要求 : （ 1）应用附录中 25的标准摩尔生成焓的数据 ;（ 2）应用附录中 25的标准摩尔燃烧焓的数据 .（1） 由24得 :（2） 先分别求出 CH 3OH（l） 、HCOOCH 3（l）的标准摩尔燃烧焓 .应用附录查出在 25时CH 3OH（l） 、HCOOCH 3（l）的燃烧反应分别为 :再应用公式25262728293031323334