陈启元版物理化学第1章 习题解答

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1、恒容加热至压强为151987.5Pa；恒压膨胀至原体积的2倍；恒温可逆膨胀至原体积的2倍；绝热可逆膨胀至原体积的2倍。2.设有0.1kgN2，温度为273.15K，压强为101325Pa，分别进行下列过程，求、、及。解：将N2气视为双原子理想气体，则(1)W=0,等容有：末态温度(2)恒压有：末态温度T2=2T1=2×273.15K(3)理想气体可逆恒温，(4)运用理想气体绝热过程方程：4．在298.15K、101325Pa下，1molH2与0.5molO2生成1molH2O（ｌ），放热285.90kJ。设Ｈ2及Ｏ2在此条件下均为理想气体，求△U。若此反应在相同的始、末态

2、的条件下改在原电池中进行，做电功为187.82kJ，求△U、Q及W。4.解：（1）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）（恒温恒压）设H2O（l）的体积可忽略，则：∴（2）U为状态函数，在相同的始、末状态下，∆U相同，∴总功=电功+体积功=-187.82+3.7182=-184.102（kJ）5．在绝热密闭容器内装水1kg。开动搅拌器使容器中的水由298K升温至303K。已知液体水的≈＝75.31J·mol-1·K-1，求Q、W、△U及△H，结果说明什么?5.解：因为绝热，所以；又因为恒容并且为常数，故结果说明：由于非体积功不等于零，即使过程恒容，。6．5mol双原

3、子理想气体，从101325Pa、410.3L的始态出发，经pT＝常数的可逆过程(即体系在变化过程中pT＝常数)压缩至末态压强为202650Pa。求(1)末态的温度；(2)此过程的△U、△H、W、Q。6.解：（1）初始温度：末态温度：（2）虽然不是等容和等压过程，但是理想气体，故：故：∵PT=K，则可逆∴10．求298.15K、下的。已知373.15K、下，水的蒸发热为，在此温度范围内水和水蒸气的平均恒压热容分别为75.31J·mol-1·K-1及33.18J·mol-1·K-1。H2O(l)298.15K,P°H2O(g)298.15K,P°H2O(g)373.15K,P

4、°H2O(l)373.15K,P°ΔH(298.15K)T2ΔH3恒压可逆降温ΔH1ΔH2(373.15K)恒压可逆升温解：可设计如下过程，其中的ΔH(298.15K)即为所求：解:(1)因为理想气体等温过程△UT=0（2）若改为恒温自由膨胀，∵始、末态相同∴∆S也为5.76（J·K-1)13．1mol理想气体，温度为298.15K，压强为，经恒温可逆膨胀至体积增加1倍，求。如改为恒温自由膨胀，其又为多少?14．1mol双原子理想气体，温度为298.15K，压强为，分别进行：①绝热可逆膨胀至体积增加1倍；②绝热自由膨胀至体积增加1倍。求这些过程的。(2)绝热自由膨胀为不可

5、逆过程，但因Q=0,W=0，从而ΔU=0，说明温度不变，故可以按恒温过程计算体系的熵变：解：（1）15．1mol液体在0.1MPa的压强下，由298.15K升温至323.15K。已知(H2O，l)＝75.3１J·mol-1·Ｋ-1，求过程的。如热源温度为373.15K，判断此过程的可逆性。√15.解：（1）设恒压可逆，∴（2）因环境温度为373.15K，过程的热温熵为故，此过程是不可逆过程。或者故，过程自发，即不可逆。16．设有两种气体，其＝28J·mol-1·Ｋ-1，用隔板分开(如右图所示)，两侧的体积相等，容器是绝热的。试求抽去隔板后的。1molA1molB238K,

6、V293K,V16.解：由题知，抽去隔板，A，B两种气体的温度及体积都在变化(设A,B均为理想气体)。因为气体的物质的量相同，恒压热容相同，故混合后的温度为：两种气体分别包含恒容变化和恒温变化，对A而言：同理对B而言：故：∆S=∆SA+∆SB=6.108+5.424=11.53(K·J-1)17．试计算压强为、温度为373.15K时，1mol水向真空蒸发为同温同压的水蒸气的、及。已知水的蒸发热(、373.15K)为40.710J·mol-1，在此条件下的水蒸气可视为理想气体。√17.解：（1）设体系发生可逆相变，∵向真空膨胀，有W=0。∴Q体=∆U=∆H–∆(PV)≈∆H

7、–PVg=∆H–nRT=40710–1×8.314×373.15=37607.63(J)（2）为求∆S环，需先求体系的热效应:故∆S总=∆S体+∆S环=109.10-100.78=8.3157(J·K-1)>01molH2O(l)373.15K,1molH2O(g)373.15K,(可见，此过程可自动进行。)√19.1mol理想气体()，经历一绝热不可逆过程到达273K、的末态。已知此过程的,体系做功为1200J，求始态的p、T、V及△H。解：(1)求T1。由于绝热Q=0，所以(2)求p1,V1。由于原过程不可逆，需设可逆过程