第五版物理化學第二章習題答案

1、1第二章第二章熱力學第一定律熱力學第一定律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℃，求過程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的功。，求過程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的功。解：理想氣體解：理想氣體n=1mol對于理想氣體恒壓過程對于理想氣體恒壓過程應用式（應用式（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下全部凝結成液態(tài)水。求過程的功。假設：下全部凝結成液態(tài)水。求過程的功。假設：相對于水蒸氣的體積，液態(tài)水的體積可以忽略不計。相對于水蒸氣的體積，液態(tài)水的體積可以忽略不計。解:n=1mol1mol恒溫恒壓相變過程恒溫恒壓相變過程水蒸氣可看作理想氣體水蒸氣可看作理想氣體應用式（應用式（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)，求過程的體積功。，求過程的體積功。H2O(l)＝H2(g)12O2(g)解:n=1mol恒溫恒壓化學變化過程恒溫恒壓化學變化過程應用式（應用式（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)經過不同途徑達到相同的末態(tài)。若途徑

4、系統(tǒng)由相同的始態(tài)經過不同途徑達到相同的末態(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:熱力學能變只與始末態(tài)有關熱力學能變只與始末態(tài)有關與具體途徑無關與具體途徑無關故ΔUa=ΔUb由熱力學第一定律可得由熱力學第一定律可得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時的時的ΔH（2）壓力從）壓力從100kPa增加至增加至1Mpa時的時的ΔH。假設水的密度。假設水的密度不隨壓力改變，在此壓力范圍內水的摩爾熱力學能近似認為與壓力無關。不隨壓力改變，在此壓力范圍內水的摩爾熱力學能近似認為與壓力無關。解:已知已知ρ=997.04kgm3MH2O=18.015103kgmol1凝聚相物質恒溫變壓過程凝聚相物質恒溫變壓過程水的密

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的體積在此壓力范圍可認為不變?yōu)椴蛔儎tVH2O=mρ=MρΔH－ΔU=Δ(pV)=V(p2－p1)摩爾熱力學能變與壓力無關摩爾熱力學能變與壓力無關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℃。求過程的。求過程的W，Q，ΔH和ΔU。解:理想氣體恒容升溫過程理想氣體恒容升溫過程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℃。求過程的。求過程的W，Q，Δ

8、U和ΔH。解:理想氣體恒壓降溫過程理想氣體恒壓降溫過程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