物理化学 第二章 热力学第一定律 经典习题及答案.pdf

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1、内容第二章热力学第一定律................................................................................................................1第一次作业..............................................................................................................................1第二次作业...........

2、...................................................................................................................5第三次作业..........................................................................................................................13第二章热力学第一定律第一次作业作业1：始态T=300K，

3、p1=150kPa的某理想气体，n=2mol，经过下述两不同途径等温膨胀到同样的末态，其p2=50kPa。求两途径的体积功。a.反抗50kPa的恒外压一次膨胀到末态。b.先反抗100kPa的恒外压膨胀到中间平衡态，再反抗50kPa恒外压膨胀到末态。c.从末态经过100kPa的恒外压压缩到中间平衡态,再次用150kPa恒外压下压缩回到始态.d.从末态150kPa恒外压下压缩回到始态e.功在p-V等温线图的面积解：a)n==22molnmol理想气体理想气体等温膨胀T=300K¾¾¾¾¾®=TK30012pp=外2p==150kPap50kPa

4、12VV==??12Wp=-ΔV=--p(VV)e外221nRTnRTp2=-p´（-)=--nRT(1)2ppp21150=-2´8.314´300´(1-)=-3325.6J150b)n=2moln==22molnmol理想气体理想气体理想气体等温膨胀等温膨胀T=300K¾¾¾¾¾®T'=300K¾¾¾¾¾®=TK30012p=p'=ppp150kPa外外p'100kPa2p50kPa===12VV==??V'?=12Wpe=-å外ΔV=-p'(V''-V1)--p22(VV)nRTnRTnRTnRT=-pp'´（（-))-´-2p''

5、ppp12éùp'p2=-nRTêú(1-)+-(1)pp'ëû110050=-2´8.314´300´(1-+1-)=-4157.0J150100c)n===222molnmolnmol理想气体理想气体理想气体等温压缩等温压缩T=300K¬¾¾¾¾¾T'=300K¬¾¾¾¾¾=TK30012p=ppp='p==150kPa外外1p'=100kPap50kPa12VV==??V'?=12Wpe=-å外ΔV=-p'(V''-V2)--p11(VV)nRTnRTnRTnRT=-pp'´（（-))-´-1p''ppp21éùp'p1=-nRTêú

6、(1-)+-(1)pp'ëû2100150=-2´8.314´300´(1-+1-=)7482.6J50100d)n==22molnmol理想气体理想气体等温压缩T=300K¬¾¾¾¾¾=TK30012pp=外1p==150kPap50kPa12VV==??12Wp=-ΔV=--p(VV)e外112nRTnRTp1=-p´（-)=--nRT(1)1ppp122150=-2´8.314´300´(1-=)9976.8J502.éùæö¶¶Hpæö求证：C-CV=êú-+ç÷ç÷pVêúëûèø¶¶pTTèøV方法一：和课件中的证明类似方法二：

7、æ¶Höæ¶Uöìü¶Hæö¶-(HpVmmmmmCC-=-ç÷ç÷=-íýç÷p,mV,mè¶Tøè¶Tøîþ¶¶TTèøpVpV涶HHöæöæö¶pmm=-ç÷ç÷+Vç÷mè¶Tøèø¶¶TTèøpVV令H=H(Tp,)æö¶¶HHæödH=+ç÷dTç÷dpèø¶¶TppèøT得，恒容下对温度的偏导数æ¶Höæö¶¶HHæöæö¶pç÷=+ç÷ç÷ç÷è¶TøVpèø¶¶TpèøTèø¶TV带入到原式中æö¶Hæ¶pöæ¶pöéùæö¶¶HpæöC-C=-ç÷ç÷+=VVç÷êú-+ç÷ç÷p,mV,mmèø¶pè¶Tø趶

8、¶TøèøpTèøTVVVëûT3.æö¶Uæö¶¶HHæö已知：理想气体ç÷=0求证：和ç÷==00ç÷èø¶VTèø¶¶pVTèøTæ¶Höæö¶（U+PV)涶Uöæö(