物理化学第二、三章习题与答案.ppt

12. 求证： （1） ； （2）对理想气体 。 13、求证： * 9、1 mol N2(g)，在298 K和100 kPa压力下，经可逆绝热压缩到5 dm3。试计算： （设气体为理想气体） (1) N2 (g)的最后温度； (2) N2 (g)的最后压力； (3)需做多少功。 热力学第一定律 习题 第三章习题热力学第二定律 1.卡诺热机在T1=795K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作，求： （1）热机的效率； （2）当从高温热源吸热Q1=250 kJ时，系统对环境作的功 -W及向低温热源放出的 –Q2。 2. 始态为T1=300K，p1=200kPa 的某双原子气体 1 mol，经下列不同途径变化到T2=300K，p2=100 kPa的末态。求各步骤及途径的Q，△S。 （1）恒温可逆膨胀： （2）先恒容泠却至使压力降至100kPa，再恒压加热至T2； （3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa，再恒压加热至T2； 3. 某双原子理想气体从T1=300K，p1= 100 kPa，V1= 100 dm3 的始态，经不同过程变化到下述状态，求各过程的△S。 （1）T2 = 600K，V2= 50 dm3； （2）T2 = 600K，p2= 50 kPa； （3）p2= 150 kPa，V2= 200 dm3 ； 4. 4 mol 单原子理想气体从始态750 K，150 kPa，先恒容冷却使压力降至 50 kPa，再恒温可逆压缩至 100 kPa。求整个过程的Q，W，△U，△H，△S。 5. 绝热恒容容器中有一绝热隔板，隔板一侧为 2 mol 的200 K，50dm3的单原子理想气体A，另一侧为 3 mol的400K，100 dm3的双原子理想气体B。今将容器中绝热隔板抽去，气体A与气体B混合达到平衡态。求过程的△S。 6.将装有0.1mol乙醚(C2H5)2O(l)的微小玻璃放入的小玻璃瓶放入容积为10dm3的恒容密闭的真空容器中，并在35.51℃的恒温槽中恒温。35.51℃为在101.325kPa下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓△vapHm= 25.104kJ·mol-1。今将小瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。求： （1）乙醚蒸气的压力； （2）过程的Q，△U，△H及△S 。 （2）画出如下框图 7. 已知苯（C6H6）在101.325kPa下于80.1 ℃沸腾，△vapHm= 30.878 kJ·mol-1。液体苯的摩尔定压热容Cp，m = 142.7 J·mol-1·K-1。今将40.53 Kpa，80.1 ℃的苯蒸气 1 mol，先恒温可逆压缩至101.325kPa，并凝结成液态苯，再在恒压下将其冷却至60℃。求整个过程的Q，W，△U，△H及△S 。 8.已知25℃时液态水的标准摩尔生成吉布斯函数为 - 237.129 kJ·mol-1。水在25℃时的饱和蒸气压pθ=3.1663 kPa。求25℃时水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数。 9.100℃的恒温槽中有一带活塞的导热圆筒，筒中 为2 mol N2（g）及装于小玻璃瓶中的 3 mol H2O（l）。环境的压力即系统的压力维持 120 kPa 不变。今小玻璃瓶打碎，液态水蒸发至平衡态。求过程的Q，W，△U，△H，△S，△A及△G。 已知：水在100℃时的饱和蒸气压为ps=101.325 kPa，在此条件下水的摩尔蒸发焓△vapHm= 40.668 kJ·mol-1。 解：本题虽然系统的压力为120kPa，大于水在100℃时的饱和蒸气压，但因有N2（g）存在，在气相中水蒸气的分压小于其饱和蒸气压时，水即可蒸发。本题的水量较多，水是全部蒸发，还是部分蒸发，我们先计算为好。 10. 已知100℃水的饱和蒸气压为101.325 kPa， 在此条件下水的摩尔蒸发焓△vapHm= 40.668 kJ·mol-1。在置于100℃恒温槽中的容积为100 dm3 的密闭容器中，有压力 120kPa的过饱和蒸气。此状态为亚稳态。今过饱和蒸气失稳，部分凝结成液态水达到热力学稳定的平衡态。求过程的Q，△U，△H，△S，△A及△G。 11.已知水在77℃时的饱和蒸气压为48.891 kPa。水在101.325 kPa下的正常沸点为100℃。求 （1）下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中A和B值； （2）在此温度范围内水的摩尔蒸发焓； （3）在多大压力下水的沸点为105℃。 热力学部分 总结 主要计算公式 2. 恒容热和恒压热 适用于dV=0，W’=0条件下的三类反应 适用于dP=0，W’=0条件下的三类反应 3. 摩尔定压热容和摩尔定容热容之间的关系： 单原子分子 双原子分子 1. 热力学第一定律