2012-09-19《物理化学》第1-6章习题解.pdf

人民大学出版社《物理化学》课后习题解 ——衡阳师范学院化学系物化教研室提供 第一章 热力学第一定律 √1 如果一个体系从环境中吸收了 40J 的热，而体系的内能增加了 200J ，那么，体系 从环境得到了多少功？如果该体系在膨胀过程中对环境作了 10J 的功，同时吸收了28J 的热， 求体系的内能变化值。 解：按热力学第一定律： △U=Q+W 所以 W=△U-Q=200J-40J=160J 同理： △U=Q+W=28J-10J=18J √2 为什么功和热只有在过程进行时才有意义？ 答：热是由于体系与环境之间存在温差而引起能量传递的能量。功是除热以外，体系与环境 之间其他各种能量的传递。功和热都不是状态函数，而是在状态变化过程中体系与环境之间 交换的能量。也就是说，功和热只有在过程中才出现。如果体系没有发生任何变化过程，也 就没有功和热。做功或放热的多少只有联系到某一具体变化过程才能计算出来。 √3.一电热丝浸于容器内已沸腾的苯中，此电阻丝的电阻为 50Ω，通 1.34A 电流，经 337s 后，液态苯汽化了 78.1g 。试求汽化 1mol 液态苯所吸收的热。 2 解：电组丝得到了功：W=EIt=I Rt=(1.34A×1.34A)×50Ω×337s=30255.86J 电组丝的温度没有改变，所以内能等于零，则 Q1=-W=-30255.86J 78.1 Wg g n= n 1 mol 1 78.1 1 Mg mol g mol Q1 -1 气化一摩尔液态苯所吸收的热：Q 30255.86J•mol n √4.在 291K 和 100kPa 下，1molZn(s)溶于足量的盐酸中，置换出 1molH （g ）,并放热 2 152kJ。若以Zn 和盐酸为体系，求该反应所做的功及体系的内能变化。 解：反应产生的气体对环境做功： W= －P(V －V )≈－PV = －nRT= －2419.4J 2 1 g 反应放出热： Q= －152kJ 内能变化： ΔU=Q+W= －2.419kJ －152kJ=－154.42kJ 1 人民大学出版社《物理化学》课后习题解 ——衡阳师范学院化学系物化教研室提供 √5.用理想气体的状态方程 Pv=nRT 来证明物理量压力 P 是状态函数，W 不是状态函数。 解：设 p=f (T,V)，则 dp ( p )V dT ( P )T dV T V p nRT  p nRT 由Pv=nRT 得：( )V (  )T  2 T V V V nRT nRTP dp ( )V dT ( 2 )T dV V V nRT nRT 令：M N 