第五版物理化學(xué)第二章習(xí)題答案

1、1第二章第二章熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律2.11mol理想氣體在恒定壓力下溫度升高理想氣體在恒定壓力下溫度升高1℃，求過(guò)程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的功。，求過(guò)程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的功。解：理想氣體解：理想氣體n=1mol對(duì)于理想氣體恒壓過(guò)程對(duì)于理想氣體恒壓過(guò)程應(yīng)用式（應(yīng)用式（2.2.3）W=－pambΔV=－p(V2V1)=－(nRT2nRT1)=－8.314J2.22.21mol1mol水蒸氣水蒸氣(H(H2Og)Og)在100℃101.32

2、5kPa100℃101.325kPa下全部凝結(jié)成液態(tài)水。求過(guò)程的功。假設(shè)：下全部凝結(jié)成液態(tài)水。求過(guò)程的功。假設(shè)：相對(duì)于水蒸氣的體積，液態(tài)水的體積可以忽略不計(jì)。相對(duì)于水蒸氣的體積，液態(tài)水的體積可以忽略不計(jì)。解:n=1mol1mol恒溫恒壓相變過(guò)程恒溫恒壓相變過(guò)程水蒸氣可看作理想氣體水蒸氣可看作理想氣體應(yīng)用式（應(yīng)用式（2.2.32.2.3）W=－pambambΔVΔV=－p(Vp(VlVVg)≈pVgpVg=nRTnRT=3.102kJ3.

3、102kJ2.32.3在25℃及恒定壓力下，電解及恒定壓力下，電解1mol水(H2Ol)，求過(guò)程的體積功。，求過(guò)程的體積功。H2O(l)＝H2(g)12O2(g)解:n=1mol恒溫恒壓化學(xué)變化過(guò)程恒溫恒壓化學(xué)變化過(guò)程應(yīng)用式（應(yīng)用式（2.2.32.2.3）W=W=－pambambΔVΔV=－(p(p2V2pp1V1)≈)≈－p2V2=－n2RT=RT=－3.718kJ3.718kJ2.4系統(tǒng)由相同的始態(tài)經(jīng)過(guò)不同途徑達(dá)到相同的末態(tài)。若途徑

4、系統(tǒng)由相同的始態(tài)經(jīng)過(guò)不同途徑達(dá)到相同的末態(tài)。若途徑a的Qa=2.078kJWa=－4.157kJ；而途徑；而途徑b的Qb=－0.692kJ。求。求Wb.解:熱力學(xué)能變只與始末態(tài)有關(guān)熱力學(xué)能變只與始末態(tài)有關(guān)與具體途徑無(wú)關(guān)與具體途徑無(wú)關(guān)故ΔUa=ΔUb由熱力學(xué)第一定律可得由熱力學(xué)第一定律可得QaWa=QbWb∴Wb=QaWa－Qb=－1.387kJ32.72.7已知水在已知水在25℃的密度的密度ρ=997.04kgm3。求。求1mol水(H

5、2Ol)在25℃下：（下：（1）壓力從）壓力從100kPa增加至增加至200kPa時(shí)的時(shí)的ΔH（2）壓力從）壓力從100kPa增加至增加至1Mpa時(shí)的時(shí)的ΔH。假設(shè)水的密度。假設(shè)水的密度不隨壓力改變，在此壓力范圍內(nèi)水的摩爾熱力學(xué)能近似認(rèn)為與壓力無(wú)關(guān)。不隨壓力改變，在此壓力范圍內(nèi)水的摩爾熱力學(xué)能近似認(rèn)為與壓力無(wú)關(guān)。解:已知已知ρ=997.04kgm3MH2O=18.015103kgmol1凝聚相物質(zhì)恒溫變壓過(guò)程凝聚相物質(zhì)恒溫變壓過(guò)程水的密

6、度不隨壓力改變水的密度不隨壓力改變1molH2O(l)的體積在此壓力范圍可認(rèn)的體積在此壓力范圍可認(rèn)為不變?yōu)椴蛔儎tVH2O=mρ=MρΔH－ΔU=Δ(pV)=V(p2－p1)摩爾熱力學(xué)能變與壓力無(wú)關(guān)摩爾熱力學(xué)能變與壓力無(wú)關(guān)ΔU=0∴ΔH=Δ(pV)=V(p2－p1)1)ΔH－ΔU=Δ(pV)=V(p2－p1)=1.8J2)ΔH－ΔU=Δ(pV)=V(p2－p1)=16.2J2.8某理想氣體某理想氣體Cvm=32R。今有該氣體。今有該氣體5

7、mol在恒容下溫度升高在恒容下溫度升高50℃。求過(guò)程的。求過(guò)程的W，Q，ΔH和ΔU。解:理想氣體恒容升溫過(guò)程理想氣體恒容升溫過(guò)程n=5molCVm=32RQV=ΔU=nCVmΔT=51.5R50=3.118kJW=0ΔH=ΔUnRΔT=nCpmΔT=n(CVmR)ΔT=52.5R50=5.196kJ2.9某理想氣體某理想氣體Cvm=52R。今有該氣體。今有該氣體5mol在恒壓下溫度降低在恒壓下溫度降低50℃。求過(guò)程的。求過(guò)程的W，Q，Δ

8、U和ΔH。解:理想氣體恒壓降溫過(guò)程理想氣體恒壓降溫過(guò)程n=5molCVm=52RCpm=72RQp=ΔH=nCpmΔT=53.5R(－50)=－7.275kJW=－pambΔV=－p(V2V1)=－(nRT2nRT1)=2.078kJΔU=ΔH－nRΔT=nCVmΔT=52.5R(50)=－5.196kJ2.102.102mol某理想氣體，某理想氣體，Cpm=72R。由始態(tài)。由始態(tài)100kPa50dm3，先恒容加熱使壓力升高至，先恒容加