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1、第一章热力学第一定律1、10mol氧在压力为101kPa下等压加热，使体积自1000dm3膨胀到2000dm3，设其为理想气体，求系统对外所做的功。解：W=-peΔV=-101×103×(2000-1000)×10-3=-101×103(J)即系统对外做功101×103J2、在一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供应电流，试问在下列情况下，Q、W及ΔU的值时大于零，小于零，还是等于零？系统电池电阻丝*水水+电阻丝电池+电阻丝环境水+电阻丝水+电池电池+电阻丝电池水解：Q=0,W<0,ΔU<0W=0,Q<0
2、,ΔU>0(≈0)Q>0,W≈0,ΔU>0W>0,Q=0,ΔU>0W=0,Q<0,ΔU<0（有*者表示通电后，电阻丝及水温皆升高，假定电池放电时无热效应）3、10mol的气体（设为理想气体），压力为101×104Pa，温度为27℃，分别求出下列过程的功：（1）反抗恒外压101×103等温膨胀到气体的压力也为101×103。（2）等温可逆膨胀到气体的压力为101×103Pa。解：(1)W=-peΔV=-101×103×10×8.314×300×()×10-3=-22.45(kJ)(2)W=nRTln=10×8
3、.314×300×10-3ln=-57.43(kJ)4、在101kPa下，气体由10.0dm3膨胀到16.0dm3，吸收了1255J的热，求ΔU、ΔH、W。解：W=-peΔV=-101×103×(16-10)×10-3=-606(J)ΔH=Qp=1255JΔU=Q+W=1255-606=649(J)5、2.00mol的水蒸气在100℃、101325Pa下变为水，求Q、W、ΔU及ΔH。已知水的气化热为2258J/g。解：Q=Qp=ΔH=-nΔvapHm=-2×2258×18×10-3=-81.29(kJ)W=
4、-peΔV=peVg=nRT=2×8.314×373×10-3=6.20(kJ)ΔU=Q+W=-81.29+6.20=-75.09(kJ)6、1.00mol冰在0℃、101325Pa下变为水，求Q、W、ΔU及ΔH。已知冰的熔化热为335J/g。冰与水的密度分别为0.917及1.00g/cm-3。解：Q=Qp=ΔH=nΔfusHm=1×335×18×10-3=6.03(kJ)W=-peΔV=-101325×()×10-6=0.165(J)ΔU=Q+W=6.03+0.000165=6.03(kJ)7、某热处理车
5、间室温为25℃，每小时处理400kg链轨节(碳钢)，淬火温度为850℃，假定炉子热损失量是加热链节热量的30%，问电炉每小时耗电量多少？已知碳钢的Cp=0.5523J/g.解：Q=400×103×0.5523×(850-25)×(1+30%)×10-3=236937（kJ）=236937/3600=65.82(kWh)8、将1000g铜从25℃加热到1200℃，需供给多少热量？已知铜的熔点为1083℃，熔化热为13560J/mol，Cp(l)=31.40J·mol-1·K-1,Cp(s)=24.48J·mo
6、l-1·K-1。解：Qp=×24.48×(1083-25)+×13560+×31.40×(1200-1083)=407615+213409+57819=678843（J）=678.8kJ9、求55.85kg的α-Fe从298K升温到1000K所吸收的热。（1）按平均热溶计算，Cp,m=30.30Jmol-1K-1;（2）按Cp,m=a+bT计算（查本书附录）解：（1）Qp=×30.30×(1000-298)×10-3=21271(kJ)（2）Fe的Cp,m=14.10+29.71×10-3TQp=×=×[1
7、4.10×(1000-298)+×10-3×(10002-2982)]=9898200+134-535817=23434017(J)=23434(kJ)10、1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。（1）等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。解：Cp,m=2.5R,CV,m=1.5R（1）10.1kPa、300K10.1kPa、119.825.3kPa、300K0.24
8、70m30.09858m30.09858m3Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0（2）10.1kPa、300K25.3kPa、
