物理化学试题

第二章 热力学第二定律 1、2.0mol 理想气体在27℃、20.0dm3 下等温膨胀到 50.0dm3，试计算下述各过程的 Q、W、Δ U、Δ H、Δ S。 （1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗恒外压 101kPa 膨胀。 解：（1）Δ U=Δ H=0； Q=-W==2.0³8.314³300³=4571(J); Δ S===15.24(J²K-1) （2）Q=0；W=0；Δ U=0；Δ H=0；Δ S===15.24(J²K-1) （3）Δ U=Δ H=0； Q=-W=101³(50-20) =3030(J)；Δ S===15.24(J²K-1) 2、1.0molα -Fe 由 25℃加热到 850℃，求Δ S。已知 Cp,m=30.30J²mol-1²K-1 解：Δ S==30.30³=40.20(J²K-1) 3、2.0mol 理想气体由 5.00MPa、50℃加热至 10.00MPa、100℃，试计算该过程的Δ S。已知Cp,m=29.10 J²mol-1²K-1。 解：属于pTV 都改变的过程。 Δ S= =8.38-11.53=-3.15(J²K-1) 4、N2 从 20.0dm3、2.00MPa、474K 恒外压 1.00MPa 绝热膨胀到平衡，试计算过程的Δ S。已知 N2 可看成理想气体。 解：Q=0; Δ U=W,即 nCp,m(T2-T1)=-pe(V2-V1) 将 n==10.15(mol); Cp,m=3.5R; V2==84.39³10-6T2 代入上式 得：10.15³3.5R³(T2-474)=-1.0³106³(84.39³10-6T2-20³10-3) 解得 T2=421.3K 该过程属于pTV 都改变的过程，所以 Δ S= =-34.81+58.49=23.68(J²K-1) 5、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。 （1）1.00g 水(273K,101325Pa)与 1.00g 冰(273K,101325Pa)。已知冰的熔化焓为 335J/g。 （2）1.00mol 水蒸气(373K,101325Pa)与 1.00mol 水(373K,101325Pa)。已知水的蒸发焓为2258J/g。 （3）1.00mol 水(373K,0.10MPa)与 1.00mol 水(298K,0.10MPa)。已知水的质量热容为4.184J/(gK)。 （4）1.00mol 水蒸气(373K,0.10MPa)与 1.00mol 水蒸气(373K,1.00MPa)。假定水蒸气看作理想气体。 解：（1）可逆相变；Δ S=Qr/T=335/273=1.23 (J²K-1) （2）可逆相变；Δ S=Qr/T=2258/373=6.05 (J²K-1) （3）等压加热；Δ S=Δ S==4.184³18³ =16.91(J²K-1) （4）等温膨胀；Δ S====19.14(J²K-1) 6、将 1.00g 、273K 的冰加入到 10.0g 沸腾的水中，求最后温度及此过程的Δ S。已知冰的质量熔化焓是 335J/g，水的质量热容是 4.184J/(gK)。 解：1.0³335+1.0³4.184³(T-273)=10.0³4.184³(373-T) ;T=357K Δ S==1.23+1.12-1.83=0.52(J²K-1) 7、铁制铸件质量为 75g，温度为 700K，浸入 293K 的 300g 油中。...