物化热力学课后作业题答案

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1、第二章热力学第一定律2-11mol理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W。解：Wp(VV)pVpVnRTnRTnRT8.314Jamb2121212-8某理想气体CR1.5。今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃，求过程的W，Q，△H和Vm,△U。解：恒容：W=0；T50KUnCdTnC(T50KT)V,mV,mT3nC50K58.3145503118J3.118kJV,m2T50KHnCdTnC(T50K

2、T)n(CR)50Kp,mp,mV,mT558.3145505196J5.196kJ2根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=△U=3.118kJ32-15容积为0.1m的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0℃，4mol的Ar（g）及150℃，2mol的Cu（s）。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的△H。1111已知：Ar（g）和Cu（s）的摩尔定压热容Cp，m分别为20.786JmolK及24.435JmolK，且假设均不随温度而变。解：

3、用符号A代表Ar（g），B代表Cu（s）;因Cu是固体物质，Cp，m≈Cv，m；而Ar（g）：1111C(20.7868.314)JmolK12.472JmolKV,m过程恒容、绝热，W=0，QV=△U=0。显然有UU(A)U(B)n(A)C(A)TT(A)n(B)C(B)TT(B)0V,m21V,m21得n(A)C(A)T(A)n(B)C(B)T(B)V,m1V,m1T2n(A)CV,m(A)n(B)CV,m(B)412.472273.15

4、224.435423.15K347.38K412.472224.435所以，t=347.38-273.15=74.23℃HH(A)H(B)n(A)C(A)TT(A)n(B)C(B)TT(B)p,m21p,m21H420.786(347.38273.15)J224.435(347.38423.15)J6172J3703J2469J2.47kJs2-21已知水（H2O，l）在100℃的饱和蒸气压p=101.325kPa，在此温度、压力下水

5、的摩尔蒸发焓1。求在100℃，101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，H40.668kJmolvapm△U及△H。设水蒸气适用理想气体状态方程。1解：过程为001kgHO(g),100C,101.325kPa1kgHO(l),100C,101.325kPa22n1000/18.0155.524molQQn(H)55.524(40.668)kJ2258kJHpvapm1000Wp(VV)pVnRT(8.314373.15)J1

6、72.35kJamblggg18UQW(2258172.35)2085.65kJ2-23已知100kPa下冰的熔点为0℃，此时冰的比熔化焓1。水的均比定压热容h333.3Jgfus11cp4.184JgK。求绝热容器内向1kg50℃的水中投入0.1kg0℃的冰后，系统末态的温度。计算时不考虑容器的热容。解：变化过程示意如下（0.1kg，0℃冰）（0.1kg，0℃，水）（0.1kg，t，水）（1kg，50℃，水）（1kg，t，水）过程恒压绝热：QH0，即HH

7、H0p121111100g333.3JgK100g4.184JgK(T273.15K)10004.184Jg1K1(T323.15K)04602.4T1433015.56KT311.363K，故t=38.21℃2-2725℃下，密闭恒容的容器中有10g固体萘C10H8（s）在过量的O2（g）中完全燃烧成CO2（g）和H2O（l）。过程放热401.727kJ。求（1）CH(s)12O(g)10CO(g)4HO(l)的反应进度；108222（

8、2）C10H8（s）的CUm；（3）C10H8（s）的CHm。10解：（1）反应进度：n/n/1n0.078019mol78.019mmol128.173（2）C10H8（s）的CUm：M萘=128.173每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为128.1731U(298.15K)U(298.15K)(401.727)kJmolcmrm1015149kJmol（3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为rHm(