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《热力学第一定律齐齐哈尔大学物理化学考试参考》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2.9某理想气体CVin=2.5/?o今有5mol该气体恒压降温50°C。求过程的W,Q,W解：恒压过程W=-p(V2-Vl)=-nR(T2-T})=-[5x8.3145x(-50)]J=2.079J由于理想气体热力学能只与温度有关，所以U=nCVny(T2-T})=[5x2.5x&3145x(-50)]J二-5」96kJq=^U-W=(-5」96-2.079)kJ=-7.275kJAH=e/;=2=-7.275kJ2.102mol某理想气体的Cm=3.5/?o由始态100kPa,50din,先恒容加热使压力升高"•Hl至200kPa,再恒压冷却使体积缩小
2、至25dm求整个过程的W,Q,△5解：题设过程可用下图表示。100kPa50dm"恒容A（1）nR=200X10^X50X10-C601.36K2x8.3145==20°xl0'x25xl°'k=300.68KnR2x8.31452.17单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol,摩尔分数yB=0.4,始态温度Ti=400K,压力/?!=200kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa膨胀到平衡态。求末态温度鸟及过程的w,解：单原子理想气体的g“(a)=¥，c“”(a)=¥，双原子理想气体的cs(b)=¥，c“⑻=¥，则混合理想气体的平均
3、摩尔热容Cv.m=)'aCVm(A)+yBC；小(B)二卑x0.6+乎x0.4=1.9R—、R=RCm=Ja（A）+〃Cp,"（B）=^-x0.6+—x0.4=2・9R=nR•\U=nCv.m（T2-T}）=nx].9R（T2-T）恒外压膨胀W=-卩亿-％=-彳匹-竺耳绝热膨胀2=0,AU二W,所以云m(7；-£)=亦皿-7；IZ?1代入数据®(「400K)=^x400Kf解出终态温度於331.03KMJ=nCv,m（7；-7；）=[5x1.9x&3145x（331.03-400）]J=-5.448kJW=A（/=-5.448kJAH=nCP.m（7；-7
4、；）=[5x2.9x8.3145x（331.03-400）]J=-8.315kJ2.21已知水在100°C,101.325kPa下的摩尔蒸发^AvapHm=40.668kJ-mol-1,试分别计算下列两过程的Q，W,AU,AH。（水蒸气可按理想气体处理）⑴在100°C,101.325kPa条件下，1kg水蒸发为水蒸气。(2)在恒定100°C的真空容器中，1kg水全部蒸发为水蒸气，并且水蒸气压力恰好为101.325kPao解：M(H°O)=18.02X10'kg・mol打〃(H“O)==!mol=55.49mol~-M(H2O)18.02X10-3(1)过程为
5、恒压过程Q=A//=n(H2O)Avap7/m=(55.49x40.668)kJ=2256.67kJW=-/XK-V；)--pK=-z?(H2O)/?T=-(55.49x8.3145x373.15)J=-172.16kJAU=Q+W=[2256.67+(-172.16)]kJ=2084.51kJ(2)外压为0,故W=0AH=n(H2O)AvapHm=(55.49x40.668)kJ=2256.67kJ=H-A(pV)=H-p(K一岭)=AH-pK=H-/t(H2O)/?T='2256.67-(55.49x8.3145x373.15xl0'3)]kJ=2
6、084.5lkJQ=AU-W=(2084.51-O)kJ=2084.5lkJ2.23己知100kPa下冰的熔点为0°C,此时冰的比熔化Afus/?=333.3J・*。水和冰的平均质量定压热容分别为cp(1)=4.184J•g1•Kl,(s)=2.000J•g1•K_1o今在绝热容器内向lkg50°C的水中投入().8kg温度-20°C的冰。求：(1)末态的温度；(2)末态水和冰的质量。解：(1)这是一个绝热恒压过程。50°C的水降温到0°C,放出的热量为Q(水)二加(水)Cp(水)(50°C-0°C)=(1000x4.184x50)J=209.2kJ-20°
7、C的冰升温到0°C,所需热量为Q(冰)=m(冰)Cp(冰)[0°C—(-20°C)1=(800x2.000x20)J=32.00kJ若冰全部熔化，所需热量为etus(冰)(冰)亠/=(800x333.3)J=266.64kJ因为Q(冰)(水)(冰)+Qus(冰)，即1kg50°C的水降温到()°C,放出的热量足以使0.8kg、-20°C的冰升温到0°C,但不可能将0.8kg冰全部熔化。所以终态时是冰水混合物，温度为0°C。(2)设有冰熔化，则加(水)勺(水)[50°C-0°C]=加(冰)j(冰)[0°C-(—20°C)]+xAfus/i(1000x4.184
8、x50)J=(800x2.000x20)J+(xX3
