物理化学(第二版)习题解答.pdf

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＝－75.1KJ 8 ．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= 0.247 m 3 V2=RT/P2=8.3145 × 300/25310= 0.0986m 3 T'=pV/R=10100 × 0.0986/8.3145=119.78K W=-p(V2-V1)=-10100(0.0986-0.247)=1.499kJ Q=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 ＝ 0 10. （ 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 △ 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)=-4.727kJ 13. （ 1 ）解：气体视为理想气体，则△ U ＝ 0 ；△ H ＝ 0 Q ＝－ W ＝ nRTln(V2/V1)=nRTln(p2/p1)=8.314 × 244 × ln(1010000/505000)=1.41kJ (2) 解：绝热， Q ＝ 0 W ＝△ U ＝ nCv(T2-T1) Cv=1.5R; Cp=2.5R; γ＝ 2.5/1.5 由 得 T2=185K △ H ＝ nCp △ T ＝ 2.5 × 8.314 × (185-244)=-1.23kJ W= △ U ＝ nCv △ T ＝－ 0.736kJ 15. 解： 16.解： 第二章 热力学第二定律 3 3 1、2.0mol 理想气体在27℃、20.0dm 下等温膨胀到50.0dm ，试计算下述各过程的 Q、W 、Δ U 、Δ H 、 Δ S 。 （1）可逆膨胀；（2 ）自由膨胀；（3 ）对抗恒外压101kPa 膨胀。 解：（1）Δ U=Δ H=0 ； Q=-W= =2.0 ×8.314 ×300 × =4571(J); Δ S= = =15.24(J ·K-1) （2 ）Q=0 ；W=0 ；Δ U=0 ；Δ H=0 ；Δ S= = =15.24(J ·K-1) （3 ）Δ U=Δ H=0 ； Q=-W=101 ×(50-20) =3030(J)；Δ S= = =15.24(J ·K-1) 2、1.0molα -Fe 由25℃加热到850℃，求Δ S 。已知C =30.30J ·mol-1 ·K-1 p,m 解：Δ S= =30.30 × =40.20(J ·K-1) 3、2.0mol 理想气体由