物理化学(复旦大学药学院）第二章习题答案

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1、第二章习题解答第8页共8页第二章习题解答1.DU=DH=02.等温可逆膨胀：向真空膨胀：由于始态和终态同上，系统的熵变也为19.14J×K-13．先求冷热水混合后温度：T=336.3K(63.3°C)再计算熵变：=–41.21+43.57=2.36J×K-14．Sn摩尔数nSnCp,m,Sn(T–473)+nH2OCp,m,H2O(T–283)=0T=285.3K5．系统熵变按可逆相变计算：真空蒸发热：Q=DH–DnRT=40640–8.314´373=37539J环境熵变：DS总=DS系+DS

2、环=8.31J×K-1>0自发进行6.系统：设计可逆过程：T=263KlT=263KsDSDS3DS2DS1T=273KlT=273KspO恒定J×K-1J×K-1J×K-1DS系=DS1+DS2+DS3=–20.66J×K-1环境：JJ×K-1总熵：DS总=DS系+DS环=0.81J×K-1>0过程自发。第二章习题解答第8页共8页7．等量气体混合，热容相同，平衡温度T=288KJ×K-1J×K-1=0.006+11.526=11.53J×K–1>0自发过程8．W=30.65kJ，即环境做功30

3、.65kJ。W=-(Q1+Q2)Q2=-Q1-W=-334.7–30.65=–365.35kJ即向环境放热365.35kJ9．DS总=DS系+DS环=2.64J×K-1>0不可逆过程。10．Q=DH=92.14´362=33355JW=-p(Vg–Vl)»-pVg=-nRT=-8.314´383.2=-3186JDF=W=–3186JDU=Q+W=30169JDG=0DS总=011．（1）等温可逆DU=DH=0Q=-W=DF=W=4442JJDS隔＝DS系+DS环＝0（2）等温恒外压始态和终态同

4、(1)，系统的状态函数变化同(1)：DU=DH=0DS系＝14.9J×K-1DG=4442JDF=4442JQ=-W=p外（V2–V1）=第二章习题解答第8页共8页DS隔＝DS系+DS环＝26.67J×K-112．先求终态温度Q=0DU=nCV,m(T2–T1)=2.5R(497–298)=4136JW=4136JDH=nCp,m(T2–T1)=3.5R(497–298)=5791JDS=0DG=DH–D(TS)=DH–SDT=5791-205.03´(497-298)=–35064J13．mo

5、l(a)p外=p为可逆绝热膨胀过程终态温度Q=0DU=nCV,m(T2–T1)=4.4058´1.5R(108.7–273)=–9027JW=–9027JDH=nCp,m(T2–T1)=4.4058´2.5R(108.7–273)=–15046JDS=0(b)p外=100kPa为等外压绝热膨胀过程终态温度：T2=174.7KQ=0DU=nCV,m(T2–T1)=4.4058´1.5R(174.7–273)=–5401JW=–5401JDH=nCp,m(T2–T1)=4.4058´2.5R(174

6、.7–273)=–9002JJ×K–1(c)p外=0为绝热向真空膨胀过程，相当于“焦耳试验”，温度T不变。Q=0W=0DU=0DH=0J×K–1H2O(g)poH2O(l)poDGDG3DG2DG1H2O(g)3167PaH2O(l)3167PaT=298KDSDS2DS1DS3设计恒温变压可逆过程：14．计算DG：DG2=0DG3»0DG总=–8554J计算DS：第二章习题解答第8页共8页J×K-1DS3»0DS系＝DS1+DS2+DS3＝–105.2J×K-1J×K-1DS总＝DS系+DS环

7、＝28.7J×K-1计算结果表明，DG<0，DS总>0，该过程能自发进行。15．DUDHDSDGDF（1）理想气体卡若循环00000（2）H2和O2绝热钢瓶中反应0（3）非理想气体绝热节流膨胀0（4）水在373K，p°压力蒸发0（5）理想气体节流膨胀00（6）理想气体向真空自由膨胀00（7）理想气体绝热可逆膨胀0（8）理想气体等温可逆膨胀0016.(1)可逆过程J×K–1(2)自发进行时J×K–1DS总＝DS系+DS环＝147.6J×K–1(3)根据DF物理意义，等温条件下，Wmax=DF=(D

8、U–TDS)=DH–TDS(凝聚相，DU=DH)=Qp–Qr(恒压)设计恒温变压可逆过程：=–40000–4000=–44kJDGT=268KDG2DG1苯(l)po苯(l)2.64kPa苯(g)2.64kPa苯(s)po苯(s)2.28kPa苯(g)2.28kPaDG4DG5DG3DG1+DG5»017．DG1=Vl(pl–po)DG5=Vs(po–ps)DG2=DG4=0DG=DG3J×K–118.2C(石墨)+3H2(g)®C2H6(g)Som/J×K–1×mol–15.74130.682