物理化学(第二版)习题解答

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1、第一章　热力学第一定律习题答案5.△H=Qp=-2×18×2258=-81.3KJ　　W＝－p(Vl-Vg)=pVg=nRT=2×8.3145×373＝6.2KJ　　△U＝Q＋W＝－81.3＋6.2＝－75.1KJ8．此过程的热可以分为三步进行计算。25℃至熔点，在熔点下的熔化过程，熔点到1200℃的热，故：Q＝24.48×1000/63.55(1083-25)+13560×1000/63.55+31.40×1000/63.55（1200－1083）＝678.735kJ.10.(1)图示如下： V1=RT/P1=8.3145×300/10100=0.247m3V2=RT/P2=8.31

2、45×300/25310=0.0986m3T'=pV/R=10100×0.0986/8.3145=119.78KW=-p(V2-V1)=-10100(0.0986-0.247)=1.499kJQ=Q1+Q2=Cp（T'-T1）+Cv(T2-T')=(5/2)×8.3145×(119.78-300)+(3/2)×8.3145（300－119.78）=-3.75kJ＋2.25kJ＝-1.5kJ△U＝0；△H＝010.（2）计算方法同(1)12.（4）绝热反抗恒外压膨胀到体积是原来体积的2倍。解：可认为以恒外压P2进行膨胀。氮为双原子分子，Cv=(5/2)R此过程的△U＝W，　有△U＝Cv△

3、T；W＝－P2（2V1－V1）＝－P2V1（5/2）nR(T2-T1)=－P2V1=-(nRT/2V1)V1解出　T2＝227.63K△U＝nCv△T＝(100/28.02)(5/2)R(227.63-273.15)=-3.38kJ△H＝nCp△T＝(100/28.02)(7/2)R(227.63-273.15)=-4.727kJ13.（1）解：气体视为理想气体，则△U＝0；△H＝0Q＝－W＝nRTln(V2/V1)=nRTln(p2/p1)=8.314×244×ln(1010000/505000)=1.41kJ(2)解：绝热，Q＝0W＝△U＝nCv(T2-T1)Cv=1.5R;Cp=

4、2.5R;γ＝2.5/1.5由得T2=185K△H＝nCp△T＝2.5×8.314×(185-244)=-1.23kJW=△U＝nCv△T＝－0.736kJ15.解：16.解： 第二章 热力学第二定律 1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3，试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗恒外压101kPa膨胀。解：（1）ΔU=ΔH=0；Q=-W==2.0×8.314×300×=4571(J);ΔS===15.24(J·K-1)（2）Q=0；W=0；ΔU=0；ΔH=0；ΔS===15.24(J·K-1) （3）Δ

5、U=ΔH=0；   Q=-W=101×(50-20)=3030(J)；ΔS===15.24(J·K-1) 2、1.0molα-Fe由25℃加热到850℃，求ΔS。已知Cp,m=30.30J·mol-1·K-1解：ΔS==30.30×=40.20(J·K-1) 3、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃，试计算该过程的ΔS。已知Cp,m=29.10J·mol-1·K-1。解：属于pTV都改变的过程。ΔS==8.38-11.53=-3.15(J·K-1) 4、N2从20.0dm3、2.00MPa、474K恒外压1.00MPa绝热膨胀到平衡，试计算过程的

6、ΔS。已知N2可看成理想气体。解：Q=0;ΔU=W,即nCp,m(T2-T1)=-pe(V2-V1)将n==10.15(mol);Cp,m=3.5R;V2==84.39×10-6T2代入上式得：10.15×3.5R×(T2-474)=-1.0×106×(84.39×10-6T2-20×10-3)解得T2=421.3K该过程属于pTV都改变的过程，所以错错ΔS==-34.81+58.49=23.68(J·K-1) 5、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。 （1）1.00g水(273K,101325Pa)与1.00g冰(273K,101325Pa)。已知冰的熔化焓为335J/g。 （2）1

7、.00mol水蒸气(373K,101325Pa)与1.00mol水(373K,101325Pa)。已知水的蒸发焓为2258J/g。 （3）1.00mol水(373K,0.10MPa)与1.00mol水(298K,0.10MPa)。已知水的质量热容为4.184J/(gK)。 （4）1.00mol水蒸气(373K,0.10MPa)与1.00mol水蒸气(373K,1.00MPa)。假定水蒸气看作理想气体。解：（1）可逆相变；ΔS=Qr/T=335/