复旦物理化学第二章习题答案

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1、第二章习题解答第6页共6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,体系的熵变也为19.14J×K–13.先求冷热水混合后温度:500´Cp(T–343)+100´Cp(T–300)=0T=336.3K(63.3°C)再计算熵变:=–41.27+43.63=2.34J×K–14.Sn摩尔数nCp,m,Sn(T–473)+1000Cp,H2O(T–283)=02.106´24.14(T–473)+1000´4.184(T–283)=0T=285.3K5.体系熵变按可逆相变计算:真空蒸发热:Q=DH–DnRT=1067

2、0–8.314´373.2=37567J环境熵变:DS总=DS体+DS环=8.28J×K–1>0自发进行6.体系:设计可逆过程:T=263KlT=263KsDSDS3DS2DS1T=273KlT=273Ksp°恒定J×K–1J×K–1J×K–1DS体=DS1+DS2+DS3=–20.66J×K–1环境:JJ×K–1总熵:DS总=DS体+DS环=0.81J×K–1>0过程自发。第二章习题解答第6页共6页7.等量气体混合,热容相同,平衡温度T=15°C=288K=0.006+11.526=11.53J×K–1>0自发过程8.W=–30.65kJ,即环境做功3

3、0.65kJ。W=Q1+Q2Q2=W–Q1=–30.650–334.7´103=–365.35kJ即向环境放热365.35可kJ9.DS总=DS体+DS环=2.6J×K–1>0不可逆过程。10.Q=DH=92.14´362=33355JW=p(Vg–Vl)»pVg=nRT=8.314´383.2=3186JDU=Q–W=30169JDG=0DS总=011.(1)等温可逆DU=DH=0Q=W=JDS隔=DS体+DS环=0(2)等温恒外压DU=DH=0DS体=14.9J×K–1DG=4442JQ=W=p外(V2–V1)=第二章习题解答第6页共6页DS隔=DS

4、体+DS环=26.67J×K–1设计恒温变压可逆过程:12.计算DG:H2O(g)p°H2O(l)p°DGDG3DG2DG1H2O(g)3167PaH2O(l)3167PaT=298KDSDS2DS1DS3DG2=0DG3»0DG总=–8591J计算DS:J×K–1DS3»0DS体=DS1+DS2+DS3=–105J×K–1J×K–1DS总=DS体+DS环=28.81J×K–113.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

5、(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0014.(1)可逆过程J×K–1(2)自发进行时J×K–1DS总=DS体+DS环=147.6J×K–1(3)根据DF物理意义,等温条件下,Wmax=–DF=–(DU–TDS)=TDS–DH(凝聚相,DU=DH)=Qr–Qp(恒压)=4000–(–40000)=44kJ设计恒温变压可逆过程:DG1+DG5»0DGT=268KDG2DG1苯(l)p°苯(l)2.64kPa苯(g)2.64kPa苯(s)p°苯(s)2.28kPa苯(g)2.28kPaDG4DG5DG315.

6、DG1=Vl(pl–p°)DG5=Vs(p°–ps)DG2=DG4=0DG=DG3J×K–1第二章习题解答第6页共6页16.2C(石墨)+3H2(g)®C2H6(g)S°m/J×K–1×mol–15.74130.6229.5=229.5–(2´5.74+3´130.6)=–173.8J×K–117.C6H6(g)+C2H2(g)®C6H5C2H3(g)DfH°m/kJ×mol–182.93226.25147.36S°m/J×K–1×mol–1269.2200.82345.1DrH°m=S(DfH°m)产物–S(DfS°m)反应物=147.6–(82.93

7、+226.75)=–162.32kJ×mol–1DrS°m=S(nS°m)产物–S(nS°m)反应物=345.1–(269.2+200.82)=–124.92J×K–1DrG°m=DrH°m–TDrS°m=–162.32–298.2´(–124.92)´10–3=–125.07kJ18.C(石墨)®C(金刚石)DcH°m/kJ×mol–1–393.5–395.4S°m/J×K–1×mol–15.742.38DrH°m=S(DcS°m)反应物–S(DcH°m)产物=–393.5–(–395.4)=1.9kJ×mol–1DrS°m=S(nS°m)产物–S(n

8、S°m)反应物=2.38–5.74=–3.36J×K–1DrG°m=DrH°m–

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