物理化学教程课后习题答案

第一章 化学热力学基础 姓名：刘绍成 学号 ：120103208026 金材10-1-16-34 P82(1-1) 10 mol 理想气体由25℃，1.00MPa。设过程为：（i）向真空膨胀；（ii）对抗恒外压0.100MPa 膨胀。分别计算以上各过程的体积功。 解： (i) 向真空膨胀 P外=0，由W=-PΔV 得 W=0. (ii) （ii）P1V1=nRT V1=24.777m3; 因为是恒温过程，故 V2=21PPV1=661 01.01 017 7 7.2 4=247.77m3 W=-21vvPdv=-P(V2-V1)=-22.2995J 小结：此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：PV=nRT; TPV =常数；W=-21vvPdv等公式。 P82(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 3 dm3；（II）定容升温使压力升到 0.2MPa；（III）保持 0.2MPa 降温到初始温度 473K。（i）在 p-v 图上表示出该循环全过程；（ii）计算各步及整个循环过程的Wv、Q，ΔU，及ΔH。已知双原子分子理想气体Cp,m=27 R。 解： (ii) p 外=0.100MPa (i) 向真空膨胀 T=273k P1=1.00MPa n=10 mol v 1 state 1 T=273k P2=0.1MPa n=10 mol v 2 state 2 dT=0 dV=0 dP=0 P1V1=nRT1 n=111RTVP=4 7 33 1 4 5.81 011 02.036mol=0.0509mol, P1V1=P2V2 P2=21VV P1= 31 ×0.2×106=0.067MPa, T2=21PPT1=63161 02.01 02.0×473K=1419K. (i) 恒温膨胀 A B △Ui=0，△Hi=0. Wi=-21vvPdv=-nRTln12vv =-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J. Qi=-W=219.92J. (ii) 等体过程 B C 因为是等体积过程所以 Wii=0, Qii=△Uii=nCV,m△T=n(Cp,m-R)(T2-T1)=0.0509×(27 -1)×8.3145×(1419-473)=1000.89J; △ Hii=nCp,m△T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J. T1=473k P1=0.2MPa V1=1dm 3 A T1=473k P2= V2=3dm 3 B T2= P1=0.2MPa V2=3dm 3 C T1=473k P1=0.2MPa V1=1dm 3 A (iii) 等压过程 C A Wiii=-P△V=-P(V1-V2)=-0.2×106×(1-3)×10-3=400J; △ Hiii=nCp,m△T=0.0509×3.5×8.3145×(473-1419)=-1401.2J △ Uiii=nCV,m△T=0.0509×2.5×8.3145×(473-1419)=-1000.89J Q=△U-W=-1000.89-400=-1400.89J 在整个过程中由于温度不变所以△U=0, △H=0; Q=-W=-180.08J. 小结：此题考查了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用，内能和焓只是过于温度的函数。所用公式有：Cp,m-CV,m=R; △U=nCV,m△T; △...