物理化学习题选解.ppt

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1、解：这是一个恒外压过程W=-P环△V＝-P环（Vl-Vg)≈P环Vg=PVg=nRT2.27/22/202112.4Qa、Wa终态始态Qb、Wb＝？解：U=Qa＋Wa＝Qb＋WbWb=Qa＋Wa－Qb＝－1.387kJ7/22/202122.5Qa1=0Wb=-P(V2-V1)=-200(101.37-61.97)J=-7.940kJQb=Qa+Wa–Wb=(25.42-5.57+7.940)kJ=27.79kJT1=25℃p1=200kPaT2′=－28.57℃p2′=100kPap2=200kPa绝热恒容a1a2b恒压7/22/202132.9解：恒压过程W=-P（V2–V1）＝-

2、nR（T2–T1)=2.079kJU=nCV,m(T2–T1)＝－5.196kJ理想气体的热力学能只与温度有关Q=U－W=-7.275kJH＝Qp＝Q＝－7.275kJ7/22/202142.11150kPa150dm3T3100kPa100dm3T1100kPa150dm3T2恒压恒容(1)(2)U=nCV,m(T3–T1)＝18.75kJH=nCp,m(T3–T1)＝31.25kJ7/22/20215W=W（1）＋W（2）＝-P（V2–V1）＋0=－5.00kJQ=U－W=23.75kJ7/22/20216已知CO2的Cp,m={26.75+42.25810－3T/K-

3、14.2510－6(T/K)2}Jmol－1K－1.试求1kg常压,27℃的CO2恒压升温至527℃的H,并按定义求算该温度范围内的平均定压摩尔热容.127/22/20217水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100℃,其中CO及H2的体积分数各为0.50.若每小时有300kg水煤气由1100℃冷却到100℃,并用所回收的热加热水,使水温由25℃升高到75℃.试求每小时生产的热水量.从附录查得两者的热容后求水煤气的热容:167/22/20218每小时300kg水煤气降温所放出的热:每小时生产75℃的热水的质量为:7/22/20219某双原子理想气体1mol从始态350K,200kP

4、a经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的W。(1)恒温可逆膨胀到50kPa；(2)恒温反抗恒外压50kPa不可逆膨胀(3)绝热可逆膨胀到50kPa；(4)绝热反抗恒外压50kPa不可逆膨胀.22t1=350Kp1=200kPaV1t2=t1p2=50kPaV2(1)恒温可逆(2)恒温恒外压(1)W=-4034J(2)W=-P外(V2–V1)=-P2V2+P2V1=-nRT+P2(nRT/P1)=-2182J绝热Q=0U=W膨胀W＜0U＜0T＜0∴T2＜T1变温7/22/202110U=nCV,m(T2－T1)(4)W=-P外(V2–V1)=-P2V2+P2V1=-nRT

5、2+P2(nRT1/P1)-nRT2+P2(nRT1/P1)=nCV,m(T2－T1)解得T2=275KW=U=nCV,m(T2－T1)=-1559JW=U=nCV,m(T2–T1)=-2379J7/22/202111一水平放置的绝热圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞,左,右两侧分别有0℃,100kPa的单、双原子理想气体50dm3.左侧内部有一体积及热容均可忽略的电热丝,经通电缓慢加热左侧气体,推动活塞压缩右侧气体使压力最终到达200kPa.试求:(1)右侧气体的最终温度;(2)右侧气体得到的功;(3)左侧气体的最终温度;(4)左侧气体从电热丝得到的热.任一侧气体物质的量n=p1V1/

6、RT1=2.2016mol(1)右侧理想气体绝热可逆压缩257/22/202112(2)因Q=0,所以右侧气体得到的功7/22/202113水在180℃温度下饱和蒸气压为1003kPa.试求生产180℃饱和蒸气的锅炉中注入水温为20℃时,每生产1kg180℃的饱和蒸气所需的热.水的平均热容可取=75.37Jmol－1K－1,vapHm(373.15K)=40.64kJmol－1.向180℃的蒸气锅炉中注水时必须加压.m=1kg,n=1kg/(18.01510－3kgmol－1)=55.51molH2O(l)t2=100℃p2=101.325kPa降压加热△H1(3)加压加热△

7、H330恒压加热蒸发H2O(l)t1=20℃p1=1003kPaH2O(g)t3=180℃p3=1003kPa△HH2O(g)t2=100℃p2=101.325kPa(2)可逆蒸发△H27/22/202114从附录查得:每生产1kg180℃的饱和蒸气所需之热量为7/22/202115-fusHmH2O(S,0℃,100kPa)H1H2O(l,0℃,100kPa)H2lsHm=?H2O(l,-10℃,100kPa)H2O(