物理化学第一章作业.ppt

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1、2. 将将1 kg铜从铜从25 加热到加热到1200 ，需供热多少？已知铜的熔点，需供热多少？已知铜的熔点为为1083 ，熔化热为，熔化热为13.56103 Jmol-1，铜的，铜的11,( )31.4,p mClJ molK11,( )24.28p mCsJ molK。解解 定压过程定压过程 相变过程相变过程2,Tpp mTQHnC dT，QH 相变热1100064gng mol311,( )(1356298)13.56 10( )(14731356)p mp mQnCsKKnJ molKnClKK 113111111000(24.28105813.56 1031.4117)64gJ mol

2、KKJ molKJ molKKg mol56.71 10 J3. 在在300 K时，时，5 mol氢气由氢气由5 dm3定温膨胀到定温膨胀到50 dm3 ，试计算，试计算其膨胀功。假定该气体为理想气体。其膨胀功。假定该气体为理想气体。解解nRTWpdVdVV 212112lnlnlnVVVVWnRTVnRTnRTVV 33113351058.314300ln5010dmmolJ molKKdm42.87 10 J 4. 1mol理想气体，始态体积为理想气体，始态体积为25 dm3，温度为，温度为373.3 K。分别。分别通过下列四个过程定温膨胀，末态体积为通过下列四个过程定温膨胀，末态体积为1

3、00 dm3，求系统所做，求系统所做的功。的功。（1）可逆过程；）可逆过程；（2）向真空膨胀；）向真空膨胀；（3）先在外压等于体积为）先在外压等于体积为50 dm3时气体的平衡压力下，使气时气体的平衡压力下，使气体定温膨胀到体定温膨胀到50 dm3，然后再在外压等于体积为，然后再在外压等于体积为100 dm3时气时气体的平衡压力下进行定温膨胀；体的平衡压力下进行定温膨胀；（4）在外压等于末态压力下进行定温膨胀。）在外压等于末态压力下进行定温膨胀。解解 （1）可逆过程）可逆过程12lnVWnRTV331133251018.314373.2ln10010dmmolJ molKKdm34.3 10

4、J （2）向真空碰撞）向真空碰撞 W=0（3）两次等外压且定温膨胀两次等外压且定温膨胀pVnRT114133118.314373.26.21 105010nRTmolJ molKKpPaVdm114233218.314373.23.10 1010010nRTmolJ molKKpPaVdm433333116.21 10(50102510 )1.55 10WpVPadmdmJ 433333223.10 10(100105010 )1.55 10WpVPadmdmJ 3123.1 10WWWJ（4）43333323.10 10(100102510 )2.33 10WpVPadmdmJ 5. 1 m

5、ol 单原子分子理想气体，由单原子分子理想气体，由0.1105 Pa，300 K按下面两按下面两种不同过程压缩到种不同过程压缩到0.25105 Pa，300 K，试计算并比较两过程，试计算并比较两过程的的W,Q, U及及H。(1)定压冷却后再定容加热定压冷却后再定容加热(2)定容加热后再定压冷却定容加热后再定压冷却解解11nRTVp22nRTVp（1）理想气体，且始末状态的温度相等，所以理想气体，且始末状态的温度相等，所以U=0， H=0112212nRTppVppTTnRnRp1122()()(1)ppWnR TnR TTnRTTnRTpp or11211212()()(1)pnRTnRTW

6、p VVpnRTppp 51150.1 1018.314300(1)0.25 10PamolJ molKKPa31.5 10 J31.5 10QWJ （2）221121nRTpp VppTTnRnRp2211()()( 1)ppWnR TnR TTnR TTnRTpp or22212211()()( 1)pnRTnRTWp VVpnRTppp 33.7 10 J33.7 10QWJ 6. 1 mol 氢气在氢气在298.2 K及及101.325 kPa下经绝热可逆过程压缩到下经绝热可逆过程压缩到5 dm3,试计算：试计算：（1）氢气的最后温度；）氢气的最后温度；（2）氢气的最后压力）氢气的最后

7、压力（3）需做的功）需做的功解解 氢气为双原子分子，所以氢气为双原子分子，所以,72p mCR,52V mCR1.4011331118.314298.20.024524.5101.325nRTmolJ molKKVmdmpkPa121112TVTV311.4 11213224.5()298.2()563.15VdmTTKKVdm(1)(2)112233218.314563.1936.32510nRTmolJ molKKpkPaVdm(3) 绝热可逆过程，绝热可逆过程，Q=03,215()1(563.1298.2)5.5 102V mWnCTTmolRKKJ7. 已知水蒸气的平均摩尔热容，已知水

8、蒸气的平均摩尔热容， 现将现将1 kg，373.2 K的水蒸气在的水蒸气在101.325 kPa下升温至下升温至673.2 K，求该，求该过程中的过程中的Q、W、 U及及H。11,34.10,p mCJ molK解解 恒压无非体积功的过程，则恒压无非体积功的过程，则115,1100034.10(673.2373.2)5.7 1018p mgQHnCTJ molKKJg mol 115110008.314(673.2373.2)1.4 1018gWnR TJ molKKJg mol 5555.7 101.4 104.3 10UQWJJJ8. 已知冰在已知冰在273.2 K及及101.325 kP

9、a时的熔化热为时的熔化热为6.002 kJmol-1，水在水在373.2 K及及101.325 kPa时的蒸发热为时的蒸发热为40.59 kJmol-1，在，在273.2 K 373.2 K之间水的平均定压热容为之间水的平均定压热容为75.3 Jmol-1K-1。今。今在在101.325 kPa下，将下，将1mol冰冰(273.2 K)变为变为373.2 K的水蒸气，其的水蒸气，其U和和H为多少？为多少？解解 题目中的过程是不可逆相变过程，题目中的过程是不可逆相变过程，3122222( ,273.2)( ,273.2)( ,373.2)( ,373.2)HHHH O sKH O lKH O l

10、KH O gK 1116.0026.002fusHn HmolkJ molkJ 112,175.3(373.2273.2)7.53p mHnCTmolJ molKKkJ13140.5940.59fusHn HmolkJ molkJ 12354.12HHHHkJ 2311()54.1218.314 10373.251.02glgUHp VVHpVHnRTkJmolkJ molKKkJ 9. 在定容条件下，加热氦气，起始体积为在定容条件下，加热氦气，起始体积为100 dm3，温度为，温度为273 K，压力为标准压力，加热后压力增加至，压力为标准压力，加热后压力增加至2倍标准压力，倍标准压力，试计算

11、试计算U和和H解解 氦气为理想气体，且是定容过程，则氦气为理想气体，且是定容过程，则pv=nRT,32v mCR22112 273546pTTKKp33311,11100 10100 1038.314(546273)8.3142732v mPamUnCTJ molKKJ molKK15kJ33311,11100 10100 1058.314(546273)8.3142732p mPamHnCTJ molKKJ molKK25kJ10和和11略，方程式的加减。略，方程式的加减。12、13、14一个类型，以一个类型，以12为例为例12 氯化氢气体的标准生成焓，氯化氢、氢气、氯气的摩尔定氯化氢气体的

12、标准生成焓，氯化氢、氢气、氯气的摩尔定压热容分别为压热容分别为35211,362112,352112,:(26.534.60 101.09 10):(29.070.836 102.01 10):(36.900.25 102.845 10)p mp mp mHCl CTTJ molKHCTTJ molKClCTTJ molK试计算反应试计算反应 在在1273 K时的反应热。时的反应热。2211( )( )( )22HgClgHCl g解解35211,3621135211(26.534.60 101.09 10)1(29.070.836 102.01 10)21(36.900.25 102.845 10)2rp mBp mCv CTTJ molKTTJ molKTTJ molK 1(298)92.31fmHKkJ mol 35262,6.465.14 100.33 101.01 10rp mCTTT 121735262298(1217)(298)( 6.465.14 100.33 101.01 10)rmrmHKHTTTdT 313225192.31 10 6.46 (1217298)5.14 10(1217298 )0.33102J mol 6331111()1.01 10(1217298 )12172983J mol