物理化学-课后答案-热力学第一定律

内容发布更新时间 : 2025/2/25 21:01:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(2)

可见始终态确定后功和热与具体的途径有关,而状态函数的变化

与途径无关。

【11】 273K,压力为5×105Pa时,N2(g)的体积为2.0dm3在外压为100kPa压力下等温膨胀,直到N2

(g)的压力也等于100kPa为止。求过程中的W,ΔU,ΔH和Q。假定气体是理想气体。

【解】 (1)由于N2作等温膨胀 即

由于

ΔT=0,则ΔU=ΔH=0,Q=-W=810.5J

【12】 0.02kg乙醇在其沸点时蒸发为气体。已知蒸发热为858kJ·kg-1,蒸气的比容为0.607m3·kg-1。试求过程的ΔU,ΔH,W和Q(计算时略去液体的体积)。

解 (1)乙醇在沸点蒸发是等温等压可逆过程,

13.373K,压力为100kPa时,1.0gH2O(l)经下列不同的过程变为373K、100kPa的H2O(g),请分别求出各个过程的ΔU,ΔH,W和Q值。

(1)在373K,100kPa压力下H2O(l)变为同温、同压的汽;

(2)先在373K,外压为50kPa下变为汽,然后加压成373K、100kPa的汽;

(3)把这个H2O(l)突然放进恒温373K的真空箱中,控制容积使终态压力为100kPa汽。已知水的汽化热为2259kJ·kg-1。

【解】(1)

(2)

和是状态函数的变化,其值与(1)相同

(3)

是状态函数的变化,其值与(1)相同

比较上述结果,有W1>W2>W3 ,Q1>Q2>Q3 说明不可逆过程愈大时,过程中的Q和W就愈小, 而和

是状态函数的变化与过程无关。

【14】 1mol单原子理想气体,始态为200kPa、11.2dm3,经pT=常数的可逆过程(即过程中pT=常数),压缩到终态400kPa,已知气体的

(1)终态的体积和温度; (2)ΔU和ΔH; (3)所做的功。 【解】 (1)初始状态, 故 又

,

,试求

(2)由于U是状态函数,

(3) 因为 求导: 而

得:

【15】设有压力为100kPa、温度为293K的理想气体3.0dm3,在等压下加热,直到最后的温度为353K

为至。计算过程中W,ΔU,ΔH和。

Q。已知该气体的等压摩尔热容为:

解 始态 终态

p

V 3dm3 ? T 293K 353K 利用查理定律,压力不变时:

P不变时:

由理想气体状态方程的: 所以:

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