物化热力学后作业题答案.pdf

第二章 热力学第一定律 2-1 1mol 理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W 。 解：W p (V  V ) pV pV nRT  nRT nRT 8.314J amb 2 1 2 1 2 1 2-8 某理想气体C 1.5R 。今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50℃，求过程的W ，Q ，△H 和 V , m △U 。 解：恒容：W=0 ； T 50K U  nCV ,m dT nCV ,m (T 50K T) T 3 nC 50K 5 8.3145 50 3118J 3.118kJ V ,m 2 T 50K H  nCp ,m dT nCp ,m (T 50K T) n(CV ,m R) 50K T 5 5 8.3145 50 5196J 5.196kJ 2 根据热力学第一定律，：W=0 ，故有Q=△U=3.118kJ 2-15 容积为0.1m3 的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0℃，4 mol 的Ar （g ）及150℃， 2mol 的Cu （s）。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t 及过程的△H 。 已知：Ar （g ）和Cu （s）的摩尔定压热容C ， 分别为20.786 J mol 1 K 1 及24.435 J mol 1 K 1 ， p m 且假设均不随温度而变。 解：用符号A 代表Ar （g ），B 代表Cu （s ）; 因Cu 是固体物质，Cp ，m≈Cv ，m ；而 Ar （g ）：CV ,m (20.786 8.314)J mol 1 K 1 12.472J mol 1 K 1 过程恒容、绝热，W=0 ，Q =△U=0 。显然有 V U U(A) U(B)     n(A)C (A) T T (A) n(B)C (B) T T (B) 0 V,m 2 1 V,m 2 1 得 n(A)C (A)T (A)  n(B)C (B)T (B) T V ,m 1 V ,m 1 2 n(A)CV ,m (A)  n(B)CV ,m (B) 4 12.472273.15  2 24.435 423.15 K 347.38K 4 12.472 2 24.435 所以，t=347.38-273.15=74.23℃ H H (A) H (B)