热力学习题选解.doc

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1、第一章习题选解5．10mol理想气体由25℃、106Pa膨胀到25℃、105Pa，设过程为（1）自由膨胀；（2）对抗恒外压105Pa膨胀；（3）定温可逆膨胀。分别计算以上各过程的Q、W、△U、△H、△S、△G、△A。解：（1）△U＝0；△H＝0W＝0；Q＝0△G＝△H－T△S＝－298×191.4＝－57037J△A＝△U－T△S＝－298×191.4＝－57037J或dG＝－SdT＋VdPdA＝－SdT－PdV（2）△U＝0；△H＝0W＝－Psu（V2－V1）＝△U＝Q＋WQ＝－W＝22298J△G

2、＝△H－T△S＝－298×191.4＝－57037J△A＝△U－T△S＝－298×191.4＝－57037J或（3）△U＝0；△H＝0Q＝－W＝57037J或△G＝△H－T△S＝－298×191.4＝－57037J△A＝△U－T△S＝－298×191.4＝－57037J或或△A＝W＝－57037J△G＝△A＋△(PV)=△A=－57037J27．4mol理想气体从300K、Pθ下，（1）定压加热到600K；（2）绝热可逆压缩2Pθ；（3）绝热恒外压105Pa下膨胀到平衡。分别计算各过程的Q、W、△U、

3、△H、△S、△G、△A。已知此理想气体的，。解：（1）Q＝△H＝36000JW＝△U－Q＝－9977J或W＝－P（V2－V1）＝－nR（T2－T1）＝－9977JQP＝△U＝Q＋W＝26023J△H＝QP＝36000JS2＝S1＋△S＝nSmθ＋△S＝4×150＋83.18＝683.18J·K-1△G＝△H－△(TS)＝△H－(T2S2－T1S1)＝－193908J△A＝△U－△(TS)＝△U－(T2S2－T1S1)＝－203885J（2）Q＝0；△S＝0T2＝363.5KW＝△U＝5508JS2＝S

4、1＝nSmθ＝600J·K-1△G＝△H－△(TS)＝△H－(T2S2－T1S1)＝－30480J△A＝△U－△(TS)＝△U－(T2S2－T1S1)＝－13542J（3）Q＝0△U＝W；T2＝225KW＝△U＝-6506J＝＝42.49J·K-1S2＝S1＋△S＝nSmθ＋△S＝4×150＋42.49＝642.49J·K-1△G＝△H－△(TS)＝△H－(T2S2－T1S1)＝26440J△A＝△U－△(TS)＝△U－(T2S2－T1S1)＝28934J35℃，101325Pa0.1mol乙醚（l）

5、35℃、PN210dm335℃，101325Pa0.1mol乙醚（g）35℃、10dm3P＝PN2＋P乙醚1235℃、P乙醚0.1mol乙醚（g）10dm30.328.将装有0.1mol乙醚液体的小玻璃泡放入35℃、101325Pa、10dm3的恒温瓶中，其中已充满N2，将小玻璃泡打碎后，乙醚全部汽化，形成的混合气体可视为理想气体。已知乙醚在101325Pa时的正常沸点为35℃，其汽化焓为25.10kJ·mol-1。计算过程的Q、W、△U、△H、△S、△G、△A。解：（1）W1＝－P(Vg－Vl)≈－

6、nRT＝－0.1×8.314×308.15＝－256J△U1＝Q1+W1＝2254J△G1＝0△A1＝W1＝－256J或△A1＝△U1－T△S1＝－256J（2）P乙醚＝△U2＝0；△H2＝0；Q2=－W2＝356J；△S2＝△G2＝△A2＝W2＝－356J（3）Q3=0；W3＝0；△U3＝0；△H3＝0；△S3＝0；△G3＝0；△A3＝0（4）Q=2866J；W＝－612J；△U＝2254J；△H＝2510J；△S＝9.3J·K-1；△G＝－356J；△A＝－612J或△G＝△H＋T△S；△A＝W=

7、－612J35℃101325Pa0.1mol乙醚（l）35℃、101325Pa0.4molN235℃，101325Pa0.1mol乙醚（g）35℃P＝PN2＋P乙醚＝101325Pa12若为等压过程：;PN2=yN2P;P乙醚=y乙醚P（2）△U2＝0；△H2＝0；Q2=－W2＝361J；△G2＝△A2＝W2＝－361J