第二章 热力学第一定律课后答案.docxVIP

第二章热力学第一定律一、选择题 l.B 2.D 3.B 4.D 5.D 6.B 7.C 8.D 9.D 10.B 11.B二、判断题 .X 2、3、4.x 5、6.x 7W 8.x 9、10、11.x 三、计算题n- n-1 mol (H2) pi=101.325kPa Ti=273.15K n-1 mol (H2) pi=101.325kPa Ti=273.15Kn= n-1 mol (H2) pi=101.325kPa Ti=273.15K n= 1 mol (H2) 〃2=50.663kPa Ti=0=273.15K P 环,a=0 > p 环,b=50.663kPa两种途径都是恒外压膨胀，且都是恒温。 .环,a=0, W(a)=—p 环,a ( V2—Vl) =0； p环,b=50.663kPa, W (b) =—p环,b (V2—Vi)=-0.5/21 (2Vi —Vi) =—0.5pi Vi=-0.5/i/?T； /.W(b)=-0.5xlx8.314x273.15J=-1135Jo恒温可逆 恒温可逆 恒温可逆n=3mol (pg)P2 恒温可逆 n=3mol (pg) P2二 V2=50dm3 "=298.15K /i=3mol (pg) Pt二 Vi=20dm3 Ti=298.15Kp 产〃 RTTVi =3x8.314x298.15/(20x 10-3)Pa=371.8kPa /?2=n/?77V2=3x8.314x298.15/(50xl0_3)Pa=148.7kPa因为是理想气体恒温可逆过程， .??叱=—=-〃 RT In 匕=-3x8.314x298. 15x In 竺 J=-6814J。 '瓦匕20.解： n-m/M=50/28mol= 1.79mol正向恒温可逆压缩，叱.=匹=1.79x8.314x298x In 二 J= 13.29kJ Pi0.1逆向对抗恒外压膨胀到始态，p环=〃1=0.11^0)@, W' --p\ (Vi— V2) --p\ (nRT/p\ _nRT/pz) =—nRT(\ ——) Pi(0 1、 =-1.79x8.314x298x 1 — -- J=—4.21kJ.解： (1)恒压过程：〃环=〃1=〃2=〃, W=—p (V2—Vi) =—nR (T2—T1) =—20.78kJ； (2)恒容过程：W=0；(3)理想气体恒温可逆过程：叱,= 〃RTlnR=-86.15kJ； Pi (4)理想气体自由膨胀：w=o；.解： (1)W=一〃环(V2—V1) = —101.3x103x(1.677—1.043x1(F3)x18.02x10—3j= — 3059J； (2)俯一〃环(r3j=_3061J；⑶依西 加3=3o.63dm3； p101.3 W=一p环(畛―Vi)-3)J=-3101Jo.解： (1)冰变成水: W=—p环 W=—p环(V水一V冰)1O1.3x1O3x( (2)冰变成水蒸气: E 、 ini Q in3 / 8.314x37318.02onnnT W=—p 环(V 气一V冰)=—101.3xl05x( - W=—p 环 101.3xl030.9168xl067.解:Fe(s)+2HCl(aq)一FeC12(aq)+H2(g) AV=0, W=一p 环△仁0；H2对抗恒外压做功：W=-p环(上一Vi) =-p环V2=—pV2=—nRT 505?8 50 5?8 x8.314x298J=-2220Jo 8 .解: 理想气体(pg)"、pi 理想气体(pg) "、pi、V\ > T AH 理想气体(pg) 〃、P2、丫2、T 理想气体恒温的单纯pVT变化中，AU=O,所以△层AU+山。人0,计算说明，理想气体作单纯pVT变化时其烙不随系统的压力和体积等变化，在这 种情况下系统的焰只是温度的函数。 9 .解： W=-p (V2-V1) =—△〃 (g) RT=-An (H2) RT=-lx8314x29L15J= - 2.42kJ；NH=Qp= 一 151 .5kJ, AU=Q〃+ W=( — 151.5 — 2.42)kJ二一 153.9kJ□ 10 .解: n=2mo] (H2) pi=100kPa Ti=400Kdp=Qn= 1 mol (H2) 〃2=〃i = 100kPa 7^^1000K2p=AH=nCAmAT=2x29.2x(1000-400)J=35.04kJ, AU=AH-A(pV)=AH-nR (不一力)=25.06kJ, W=AU—Q〃=—9.98kJ n=2mo] (H2) pi=100kPa Ti=400K dp=Q IL解： T2=p2Ti/pi=0.l x409/0.15=273K,2v=AL/=nCv;,?Ar=(3x29.4-8