物理化学大题目.doc

物理化学上册****题完全解(高等教育出版社第五版) 1 第一章气体 pVT 性质第二章热力学第一定律 2-10 2mol 某理想气体, RC mP2 7 ,?。由始态 100 kPa , 50 dm 3 ,先恒容加热使压力升高至 200 kPa , 再恒压泠却使体积缩小至 25 dm 3。求整个过程的 W,Q,△H和△U。解:整个过程示意如下: 3 33 203 125 200 250 200 250 100 2dm kPa T mol dm kPa T mol dm kPa T mol W W????????K nR VpT70 .300 3145 .82 10 50 10 100 33111????????K nR 3145 .82 10 50 10 200 33222????????K nR VpT70 .300 3145 .82 10 25 10 200 33333???????? kJJVVpW00 .55000 10 )50 25 (10 200 )( 331322????????????? kJW kJWW00 .5W W ;00 .5;0 2121?????0H0,U;70 .300 31???????KTT?- -W Q0,U????? 2-15 容积为 3 的恒容密闭容器中有一绝热隔板, 其两侧分别为 0℃,4 mol 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 C p,m 分别为 11????K mol J 及 11????K mol J ,且假设均不随温度而变。物理化学上册****题完全解(高等教育出版社第五版) 2 解:用符号 A 代表 Ar(g),B 代表 Cu(s);因 Cu 是固体物质, C p,m≈C v,m ;而 Ar(g): 1111 , 472 . 12 ) 314 .8 786 . 20 ( ???????????K mol JK mol JC mV 过程恒容、绝热, W=0 ,Q V=△ U=0 。显然有???? 0)()( n(B)C )()( n(A)C )()( 12m V, 12m V,??????????BTTBATTA BUAUU 得KK BCBnACAn BTBCBnATACAnT mVmV mVmV38 .347 4 4 )()()()( )()()()()()( ,, 1,1,2?????????????所以, t=-= ℃????)()( n(B)C )()( n(A)C )()( 12mp, 12mp,BTTBATTA BHAHH????????? kJJJJ JJH47 .22469 3703 6172 )15 .423 38 .347 (435 .24 2)15 .273 38 .347 (786 .20 4????????????? 2-17 单原子理想气体 A 与双原子理想气体 B 的混合物共 5mol ,摩尔分数 y B = , 始态温度 T 1 =400 K, 压力 p 1 =200 kPa 。今该混合气体绝热反抗恒外压 p=100 kPa 膨胀到平衡态。求末态温度 T 2 及过程的 W,△U,△H。解:先求双原子理想气体 B 的物质的量: n(B) =y B× n= ×5 mol=2mol ;则单原子理想气体 A 的物质的量: n(A)=( 5-2 ) mol =3mol 单原子理想气体 A的RC mV2 3 ,?,双原子理想气体 B的RC mV2 5 ,?过程绝热, Q=0 ,则△ U=W)() )(()() )(()( 1212,12,VVpTTBCBnTTACAn amb mV mV?????? 121121212 1 )/()(5)( )(2 52)(2 33TTTppnnT TTTT p nRT p nRT pTTRTTR amb amb amb?????????????????????????????于是有 2 =12T 1 =12 × 400K 物理化学上册****题完全解(高等教育出版社第五版) 3 得T 2 = 33 2222 13761 .0 100000 03 . 331 314 .85// ?????????mm p nRT p nRT V abm 33 111 08314 .0 200000 400 314 .85/ ????????mm p nR