物理化学第1章节测试题答案.pdf

习 题 1. 1mol 理想气体，始态体积为 25dm3 ，温度为 373.15K ，分别经下列 过程等温膨胀到终态体积为 100dm 3 。试计算体系所作的功：(1) 可逆膨 胀； (2) 向真空膨胀；(3) 先在外压等于体积为 50 dm 3 时气体的平衡压力 下，使气体膨胀到 50 dm3 ，再在外压等于体积为 100 dm3 时气体的平衡 压力下进行膨胀。 解：从相同的始态到达相同的末态，所 经历的三个过程如上图所示。 (1) 定温可逆膨胀过程，所做的功为： W= -nRT ln(V / V ) 2 1 = -1×8.314×373.15 ×ln(100/25) =-4301J (2) 向真空膨胀，所做的功为： W = 0 (3) 此为反抗恒外压二次膨胀，所做的功为： W =-[p(V-V ) ＋p (V -V)] (p= nRT/V; p = nRT/ V ) 1 2 2 2 2 =-nRT[(V-V )/V ＋(V -V)/V ] 1 2 2 =-1×8.314×373.15×[(50-25)/50 ＋(100-50)/100] =-3102J 1 2. 1mol 单原子理想气体，始态 p =202.65kPa , T =298.15K ，经下述两 1 1 个不同的过程达到终态 p =101.325kPa ，T =348.15K 。分别计算两个过 2 2 程的 Q 、W、ΔU 和 ΔH 。并指出计算结果说明什么问题？(1) 先定压加热 再定温可逆膨胀；(2) 先定温可逆膨胀再定压加热。 解：（Ⅰ）、（ Ⅱ）两个过程如上图所示。 ( Ⅰ) 此过程是从始态先经（ 1）定压加热再经（2 ）定温可逆膨胀到达 末态。 途径（ 1）是定压加热，所以： ’ ’ W =-p (V -V )=-nR(T -T ) 1 1 1 1 =-1×8.314×(348 .15-298.15) =-415.7J T Q H nCp m d T 1 1 T , 1 ’ = nC (T -T ) 1 p ,m =1×(5/2)×8.314× (348.15-298.15) =10 39J ΔU =Q +W 1 1 1 =1039-415.7 =623.3J 2 途径（ 2 ）是理想气