物理化学经典例题

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时间:2018-11-22

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1、``第二章热力学第一定律1.始态为25°C,200kPa的5mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到-28.47°C,100kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200kPa的末态,步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。      解:先确定系统的始、末态                                          对于途径b,其功为                   根据热力学第一定律             2.2mol某理想气体,。由始态100kPa,50dm3,先恒容加热使压力体积增大到

2、150dm3,再恒压冷却使体积缩小至25dm3。求整个过程的   。       解:过程图示如下                    由于,则,对有理想气体和只是温度的函数                         该途径只涉及恒容和恒压过程,因此计算功是方便的`````                                  根据热力学第一定律                     3.单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol,摩尔分数,始态温度,压力。今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。求末态温度及过程的。     

3、  解:过程图示如下                           分析:因为是绝热过程,过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。因此,                        单原子分子,双原子分子                           由于对理想气体U和H均只是温度的函数,所以                              4.1.00mol(单原子分子)理想气体,由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K,试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。`````(1)等

4、压冷却,然后经过等容加热;(2)等容加热,然后经过等压冷却。 解:Cp,m=2.5R,CV,m=1.5R(1)10.1kPa、300K10.1kPa、119.825.3kPa、300K0.2470dm30.09858dm30.09858dm3Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470

5、=0(2)10.1kPa、300K25.3kPa、751.625.3kPa、300K0.2470dm30.2470dm30.09858dm3Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+1.00×2.5R×(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470)=3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0计算结果表明,Q、W与途径有关,而ΔU、ΔH与途径无关。5.在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。

6、隔板靠活塞一侧为2mol,0°C的单原子理想气体A,压力与恒定的环境压力相等;隔板的另一侧为6mol,100°C的双原子理想气体B,其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板,求系统达平衡时的T及过程的。       解:过程图示如下                                 显然,在过程中A为恒压,而B为恒容,因此`````                                 同上题,先求功                      同样,由于汽缸绝热,根据热力学第一定律                    6.

7、1mol理想气体从300K,100kPa下等压加热到600K,求此过程的Q、W、DU、DH。已知此理想气体Cp,m=30.0J·K-1·mol-1。解W=-p(V2-V1)=nR(T1-T2)=1×8.314×(300-600)=-2494.2JDU=nCV,m(T2-T1)=1×(30.00-8.314)×(600-300)=6506JDH=nCp,m(T2-T1)=1×30.00×(600-300)=9000JQp=DH=9000J  7.5mol双原子气体从始态300K,200kPa,先恒温可逆膨胀到压力为50kPa,在绝热可逆压缩到末态压力200kP

8、a。求末态温度T及整个过程的及。       解:过

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