物理化学,课后习题详解

作业题 1-1. 10mol 理想气体由25℃，1.00MPa 。设过程为：（i）向真空膨胀；（ii）对抗外压0.100MPa 膨胀。分别计算以上各过程的体积功。 解： (i) Wv=0 (ii) Wv=-PS△V=- PS nRT(1／R2-1／R1) =-nRT(PS／P2- PS／P1) P2= PS ∴Wv=-PnRT(1- PS／P1)=-10mol×8.3145J·mol-1·k-1 ×298.15k ×(1-0.100 MPa ／1.00MPa)=-22.31kJ 体会：（i）真空膨胀不做体积功 （ii）膨胀功做负功，W=-P△V 运用 W=-∫V1V2Pdv =-P(V2-V1)计算体积功。 1-3.473K，0.2MPa，1dm3 的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（Ⅰ）定温膨胀到 3dm3；（Ⅱ）定容升温使温度升到0.2MPa；（Ⅲ）保持 0.2 MPa 降温到初始温度473K。（i）在 p-V图上表示处该循环全过程；（ii）计算各步及整个循环过程的Wv、10mol 理想气体 25℃ 1.00MPa 10mol 理想气体 25℃ 0.100MPa Q、△U 和△H。一直双原子分子理想气体Cp,m=7／2R。 解： 解：(Ⅰ).WⅠ=-QⅠ=-n RT ㏑v2/v1=-8.3145*473*㏑3/1*n n=pAvA/TAR=0.2*106*1*103/8.3145*473=0.0508mol WⅠ=-219.5J QⅠ=219.5 △ u=△H=0 (Ⅱ). △H =nCp.m(TC-TB)=0.0508*7/2*8.3145*(1419-473) =1398J H 定容 Wv=0 QⅡ=△uⅡ=nCv,m(TC-TB)=0.0508*5/2*8.3145*(1419-473) 双原子分子理想气体 473K 0.2MPa 1dm3 双原子分子理想气体 473K 1／3×0.2MPa 3dm3 双原子分子理想气体 1419K 0.2MPa 1dm3 =998.9J (Ⅲ).Wv=-pA(vA-vB)=-0.2*106*(1-3)*103=400J QⅢ=△ HⅢ=nCp,m(TA-TC)=0.O508*7/2*8.3145*(473-1419) =-1398J △ uⅢ=nCv,m(TA-TC) =0.0508*5/2*8.3145*(473-1419) =-998.9J 循环过程：△u=0, △H=0,Wv=180.5J,Q=-179.6J 体会：U 和H 为状态函数，循环过程△u=0, △H=0 理想气体：pAvA =pBvB PV=n RT  U = n CV，m（T2- T1)  H = n Cp，m （T2- T1) 1-4.10mol 理想气体从2×106 Pa、10-3 定容降温，使压力降到 2×105 Pa，再定容膨胀到 10-2 m3 。求整个过程的 Wv 、Q、△U和△H。 解： WⅠ=-p(v2-v1)=0 W=WⅡ=-p(v3-v2)=-2*105*(10-2-10-3)=-1.8*103J 10mol 2*106pa 10-3 T2 10mol 2*105pa 10-3m3 T3 2*105pa 10-2m3 Q=-W=1.8*103J T1=p1v1/nR=p3v3/nR=T3 →△u=△H=0 体会：U 和H 为状态函数，只与始末状态有关，与运动状态无关 1-5. 10mol 理想气体由25℃，106Pa 膨胀到 25℃，105Pa，设...