物理化学课后习题答案详解.doc

《物理化学》作业****题
物理化学教研组解
2009，7
热力学第一定律与热化学
1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正？为负？或为零？
解：
2. 试证明1mol理想气体在衡压下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R。
证明：
×103kg·m-3，现有1mol的水发生如下变化：
(1) 在100oC，，且水蒸气可视为理想气体；
(2) 在0 oC、。
试求上述过程体系所作的体积功。
解：(1)

(2)
4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。
Q、W、Q－W、ΔU是否已经完全确定。
若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？
解：(1) Q－W与ΔU完全确定。
(2) Q、W、Q－W及ΔU均确定。
5. 1mol理想气体从100oC、3 经过下述四个过程变为100oC、3：
(1) 恒温可逆膨胀；
(2) 向真空膨胀；
恒外压为终态压力下膨胀；
m3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至3。
求诸过程体系所做的体积功。
解：(1)
(2)
(3)
(4)

6. 在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入理想气体，圆筒内壁上绕有电炉丝。通电时气体缓慢膨胀，设为等压过程。若(1) 选理想气体为体系；(2) 选电阻丝和理想气体为体系。两过程的Q、ΔH分别是等于、小于还是大于零？
解：(1)
(2)
7. ，1mol体积为3的液态水变为30200cm3。求此过程的ΔH及ΔU。
解：
8. 分别判断下列各过程中的Q、W、ΔU及ΔH为正为负还是为零?
(1) 理想气体自由膨胀
(2) 理想气体恒温可逆膨胀
(3) 理想气体节流膨胀
(4) 理想气体绝热反抗恒外压膨胀
(5) 水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为体系
(6) 水(101325Pa,)→冰(101325Pa,)
(7) 在充满氧的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为体系。
解：
(1) W＝0， Q＝0、、ΔU＝ΔH＝0
(2) W>0， Q>0、ΔU＝ΔH＝0
(3) W＝0， Q＝0、ΔU＝ΔH＝0
(4) W>0， Q＝0、ΔU<0、ΔH<0
(5) W>0， Q>0、ΔU＝ΔH＝0
(6) W>0， Q<0、ΔU<0、ΔH>0
(7) W=0， Q=0、ΔU＝0、ΔH>0
9. 已知H2(g)的Cp,m×10-3×10-6T2)J·K-1·mol-1，现将1mol的H2(g)从300K升至1000K，试求：
(1) 恒压升温吸收的热及H2的ΔH；
(2) 恒容升温吸收的热及H2的ΔU。
解：(1) =
（2）=14800J
在0℃条件下，2dm3，求Q,W, △U,△H。
（1）可逆膨胀；
（2）。
解：（1）W=＝1629J
△U=0,Q＝1629J
(2)W=P外△V=101325×（
△H=△U=0 Q=

11.(1)在0℃，1mol水全部蒸发为水蒸气，求此过程的Q、W、△U、△·mol-1.
(2)若在373K、，变成同温同压的水蒸气，上述个量又如何？（假设水蒸汽可视为理想气体）。
解：（1）相变在恒温恒压且非体积功为零下进行，故
△H＝QP
W＝P0（Vg－V1）

(2)该相变相真空进行为不可逆相变，Pe＝0，W＝0。因为（2）的始，终态同（1）所以△H，△U与（1）相同，即△H=,△U=,Q=.
3，经过pT为（1）终态的体积与温度
（2）体系的△U及△H；
（3）该过程体系所作的功。
解：（1）
（2）△U＝3/2××（-273）＝-1702J
△H=5/2××（－273）＝-2837J
(3)PT=B,P=B/T V=RT/P=RT2/B, Dv=（2RT/B）