第三章物理化学习题--解.doc

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1、1、1mol单原子理想气体始态为273K、p恒温下压力加倍，计算其Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA。（已知273K、p下该气体的摩尔熵为100J·K-1·mol-1）解：恒温下压力加倍，当P1增大P2时，V1增大到V22、1mol理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知此理想气体300K时的Smq=150.0J·K－1·mol－1，Cp,m=30.0J·K－1·mol－1。解：W＝－p(V2-V1)=nR(T1-T2)=1×8.314×(300-600)=-2494.

2、2JDU=nCV,m(T2-T1)=1×(30.00-8.314)×(600-300)=6506JDH=nCp,m(T2-T1)=1×30.00×(600-300)=9000JQp=DH=9000JDS=nCp,mln(T2/T1)=1×30.00×ln(600/300)=20.79J·K－1·mol－1由S(600K)=nSm(300K)+DS=(150.0+20.79)=170.79J·K－1·mol－1D(TS)=n(T2S2－T1S1)=1×(600×170.79－300×150.0)＝57474JDG=DH－D(TS)＝900

3、0－57474=－48474J3、1mol理想气体始态为27℃、1MPa，令其反抗恒定的外压0.2MPa膨胀到体积为原来的5倍，压力与外压相同。试计算此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知理想气体的恒容摩尔热容为12.471J·mol-1·K-1解：根据理想气体状态方程得此过程为等温过程由热力学第一定律4、在298.15K时，将1molO2从101.325kPa等温可逆压缩到6.0×101.325kPa，求Q，W，U，H，A，G,S体系，S隔离。解：△U＝0，=0A=ΔG=-TS体系=4443J5、273.2Ｋ、压力为500

4、kPa的某理想气体2dm3，在外压为100kPa下等温膨胀，直到气体的压力也等于100kPa为止。求过程中的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。解：　　6、2mol双原子理想气体始态为298K、pө经过恒容可逆过程至压力加倍，试计算该过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知298K、pө下该气体的摩尔熵为100J·K-1·mol-1。解、恒容时，W=07、3mol双原子理想气体从始态100kPa，75dm3，先恒温可逆压缩使体积缩小至50dm3，再恒压加热至100dm3，求整个过程的Q，W，ΔU，ΔH及ΔS。解：（a）因ΔT＝

5、0，T1＝P1V1/nR=100×75/3×8.314=300K所以ΔU1＝0，ΔH1＝0；Q1=W1Q1=-W1＝－3.04kJΔS1=Q1/T1=-10.13JK-1(b)W2=-P2(V3-V2)=-nRT2/V2(V3-V2)=-7.4826kJT3=[P3V3/nR]=[nRT2/V2]×[V3/nR]=600KΔU2=nCv,m(T3-T2)=3×2.5R(600-300)=18.7kJQ2=ΔU2-W2=18.7+7.4826=26.18kJ所以Q=Q1+Q2=-3.04+26.18=23.1kJW=W1+W2=3.04+

6、(-7.48)=-4.44kJΔU=ΔU1+ΔU2=18.7kJΔH=ΔH1+ΔH2=26.19kJΔS=ΔS1+ΔS2=-10.13+60.51=50.38JK-18、5mol理想气体（Cp,m=29.10J·K-1·mol-1），由始态400K，200kPa定压冷却到300K，试计算过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。解：T1=400K，T2=300KW=DU－Q=4.15kJ或W=－pDV=－nRΔT=4.15kJ9、在下列情况下，1mol理想气体在27℃定温膨胀，从50dm3至100dm3，求过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。（1）可

7、逆膨胀；（2）膨胀过程所作的功等于最大功的50%；（3）向真空膨胀。解：（1）理想气体定温可逆膨胀DU=0，DH=0（2）Q=－W=50%Wr=864.44JDS=5.76J·K-1，DU=0，DH=0（3）Q=0，W=0，DU=0，DH=0DS=5.76J·K-110、2mol某理想气体，其定容摩尔热容Cv,m=3/2R，由500K，405.2kPa的始态，依次经历下列过程：（1）在恒外压202.6kPa下，绝热膨胀至平衡态，（2）再可逆绝热膨胀至101.3kPa；（3）最后定容加热至500K的终态。试求整个过程的Q、W、ΔU、ΔH、

8、ΔS。解：（1）Q1=0，DU1=W1，nCV,m（T2－T1）（2）Q2=0，（3）DV=0，W3=0，整个过程：Q=Q1+QR+Q3=4.91kJ，DU=0，DH=0，Q+W=DU，故W=－Q=－4.9