第三章物理化学习题--解.doc

1、1mol单原子理想气体始态为273K、p恒温下压力加倍，计算其Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA。（已知273K、p下该气体的摩尔熵为100J·K-1·mol-1） 解：恒温下压力加倍 ，当P1增大P2时，V1增大到V2 2、1mol理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知此理想气体300K时的Sm?=150.0J·K－1·mol－1，Cp,m=30.0J·K－1·mol－1。 解 ： W＝－p(V2-V1) = nR(T1-T2) =1×8.314×(300-600) = -2494.2J ?U= nCV,m (T2-T1) =1×(30.00-8.314)×(600-300) = 6506J ?H= nCp,m (T2-T1) =1×30.00×(600-300) = 9000J Qp=??H?=9000J ?S = nCp,m ln(T2/T1) =1×30.00×ln(600/300) = 20.79J·K－1·mol－1 由 S(600K)=nSm(300K)+?S =(150.0+20.79) =170.79J·K－1·mol－1 ??TS) =n(T2S2－T1S1) =1×(600×170.79－300×150.0) ＝57474J ?G=??H－??TS) ＝9000－57474=－48474J 3、 1mol 理想气体始态为27℃、1MPa，令其反抗恒定的外压0.2MPa膨胀到体积为原来的5倍，压力与外压相同。试计算此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知理想气体的恒容摩尔热容为12.471J·mol-1·K-1 解： 根据理想气体状态方程得 此过程为等温过程 由热力学第一定律 4、在298.15K时，1molO2从101.325kPa等温可逆压缩到6.0×101.325kPa，Q， W， U， H，A，S体系，S隔离。 解：△U＝0 ， =0 A=ΔG=-TS体系=4443J 5、273.2Ｋ、压力为500kPa的某理想气体2dm3，在外压为100kPa下等温膨胀，直到气体的压力也等于100kPa为止。求过程中的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。 解： 　　 6、2mol双原子理想气体始态为298K、p?经过恒容可逆过程至压力加倍，试计算该过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。已知298K、p?下该气体的摩尔熵为100 J·K-1·mol-1。 解、恒容时， W=0 7、3mol双原子理想气体从始态100kPa，75 dm3，先恒温可逆压缩使体积缩小至50 dm3，再恒压加热至100 dm3，求整个过程的Q，W，ΔU，ΔH及 ΔS。 解：（a）因ΔT＝0，T1＝P1V1/nR =100×75/3×8.314=300K 所以ΔU1＝0，ΔH1＝0；Q1=W1 Q1= -W1＝－3.04kJ ΔS1= Q1/ T1=-10.13 JK-1 (b)W2=-P2(V3-V2)=-nRT2/V2(V3-V2) =-7.4826kJ T3=[P3V3/nR]=[nRT2/V2]×[V3/nR]=600K ΔU2=nCv,m(T3-T2)=3×2.5R(600-300)=18.7kJ Q2=ΔU2 - W2 =18.7+7.4826=26.18kJ 所以Q=Q1+Q2=-3.04+26.18=23.1kJ W=W1+W2=3.04+(-7.48)=-4.44kJ ΔU=ΔU1+ΔU2=18.7kJ ΔH=ΔH1+ΔH2=26.19kJ ΔS=ΔS1+ΔS2=-10.13+60.51=50.38JK-1 8、5 mol理想气体（C