物理化学第2版万洪文詹正坤主编练习题答案
万洪文物理化学教材习题答案
第一篇化学热力学第一章热力学基本定律.1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ ,ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为pϑ，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。
) 解：理想气体等压升温（n变）。
Q=nC p,m△T=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。
计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
(Cp ,m=2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。
ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1),因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为pϑ，若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p,m=2.5 R)。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。
万洪文物理化学习题答案
万洪文教材习题全解第一编 化学热力学第一章 热力学基本定律第一章 热力学基本定律 练 习 题1-4 0.1kg C 6H 6(l)在O p ，沸点353.35K 下蒸发，已知m gl H ∆(C 6H 6) =30.80 kJ mol -1。
试计算此过程Q ，W ，ΔU 和ΔH 值。
解：等温等压相变 。
n /mol =100/78 , ΔH = Q = n m g l H ∆= 39.5 kJ ,W = - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q +W=35.7 kJ1-5 设一礼堂的体积是1000m 3，室温是290K ，气压为Op ，今欲将温度升至300K ，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p ,m 为29.29 J K -1 ·mol -1。
) 解：理想气体等压升温（n 变）。
T nC Q p d m ,=δ,⎰=300290m ,d RT T pV C Q p =1.2×107 J1-6 2 mol 单原子理想气体，由600K ，1.0MPa 对抗恒外压O p 绝热膨胀到O p 。
计算该过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
(C p ,m =2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q ＝0 。
ΔU ＝W ，即 nC V ,m (T 2-T 1)= - p 2 (V 2-V 1), 因V 2= nRT 2/ p 2 , V 1= nRT 1/ p 1 ，求出T 2=384K 。
ΔU ＝W ＝nC V ,m (T 2-T 1)＝-5.39kJ ，ΔH ＝nC p ,m (T 2-T 1)＝-8.98 kJ1-7 在298.15K ，6×101.3kPa 压力下，1 mol 单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为O p ，若为；(1)可逆膨胀 (2)对抗恒外压O p 膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
物理化学万洪文、詹正坤第二版第07章--基元反应动力学--习题及答案
第七章 基元化学反应动力学习题及答案1. N 2O 5在25℃时分解反应的半衰期为5.7h, 且与N 2O 5的初始压力无关。
试求此反应在25℃条件下完成90%所需时间。
解：由题意知此反应为一级反应 111216.07.56932.06932.021-===h t kt k y1)11ln(=- h k y t 9.181216.0/)%9011ln(/)11ln(1=-=-=即完成90％所需时间为18.9h 。
2．异丙烯醚气相异构化成丙烯酮的反应是一级反应，其反应速率系(常)数与温度的关系为：k /s －1 =5.4×1011exp(－122 474 J ·mol －1/RT )，150℃下，反应开始时只有异丙烯醚，其压力为101 325 Pa ，问多长时间后，丙烯酮的分压可达54 kPa ？解：k /S －1＝5.4×1011exp[－122474/8.314×（150＋273）]＝4.055×10－4据题意：kt p p t=0lnt 410005.454000101325101325ln-⨯=-t ＝1877S3. 双分子反应2A(g)−→−k B(g) + D(g),在623K 、初始浓度为0.400mol dm －3时,半衰期为105s,请求出 (1) 反应速率系数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最大反应速率为多少? 解：(1) r = k[A]2 , t0.5= 1/(2 k[A]0) , k = 0.012dm3mol-1s-1(2) 1/[A]– 1/[A]0 =2 k t, t = 945 s(3) ln(k/k’)=(E a/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3mol-1s-1,最大反应速率r max = k[A]02=3.6×10－4 moldm-3s-1.4． 450℃时实验测定气相反应3A + B→2C的速率数据如下；实验初压 / Pa 初速率－dp B / dt / (Pa/h)P A,0 P B,01． 100 1.00 0.01002． 200 1.00 0.04003． 400 0.50 0.0800(1)若反应的速率方程为r = kP A x P B y，求x、y及k。
物理化学第二版习题答案
物理化学第二版习题答案物理化学是研究物质的物理性质和化学性质以及它们之间的相互关系的一门学科。
对于学习物理化学的学生来说，习题是巩固知识、提高能力的重要途径之一。
下面将为大家提供物理化学第二版习题的答案，希望对广大学生有所帮助。
第一章：热力学基础1. 答案：热力学是研究物质在能量转化过程中的规律的科学。
它主要研究能量的转化和守恒规律，以及物质在这个过程中的性质变化。
2. 答案：热力学第一定律是能量守恒定律，即能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒不变。
3. 答案：热力学第二定律是能量转化过程中的不可逆性原理，即自发过程的方向是从有序向无序的方向进行。
第二章：热力学函数1. 答案：热力学函数是描述物质性质和状态的函数，如内能、焓、自由能等。
2. 答案：内能是系统所拥有的全部能量的总和，包括系统的动能和势能。
3. 答案：焓是系统的内能和对外界做的功之和，常用符号表示为H。
第三章：热力学第一定律的应用1. 答案：热容量是物质吸收或释放热量时的温度变化与热量变化之比。
2. 答案：绝热过程是指在过程中系统与外界没有热交换，即系统的热容量为零。
3. 答案：等温过程是指在过程中系统的温度保持不变，即系统与外界的热交换量为零。
第四章：热力学第二定律的应用1. 答案：熵是描述系统无序程度的物理量，表示系统的混乱程度。
2. 答案：熵增原理是热力学第二定律的数学表达式，它指出孤立系统的熵总是增加的。
3. 答案：卡诺循环是一种理想的热机循环，它由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成。
第五章：相变和化学平衡1. 答案：相变是指物质由一种相转变为另一种相的过程，如固态到液态、液态到气态等。
2. 答案：平衡态是指系统各种性质的变化不再随时间变化，达到动态平衡的状态。
3. 答案：化学平衡是指在封闭容器中，反应物和生成物浓度达到一定比例时，反应速率前后保持不变的状态。
第六章：化学动力学1. 答案：化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的学科。
物理化学 第二版答案
第一章 练习题一．思考题1. 宏观流动性。
压缩性微观分子间作用力，分子自由运动性（热运动）2. 不存在；高温低压3. 严格意义上是；高温低压下近似适用4. 真实气体分子间引力作用，真实气体具有体积5. T ＞T c 不可能液化 T=T C P ＞P C T ＜T C P ＞P S6. 处于同一对比状态的不同真实气体，Z 数值不同 二．选择题 1. ρ=PM/RT ④2. T 真=PM M /ZR P r =P/P C ＜1 T r =T/T C 由压缩因子图知Z ＜1 ∴T 真＞PV M /R PV M /R=T 理 T 真＞T 理3. ②4．Z=V 真/V 理＜15. ③ 临界温度下可液化6. ③ 钢瓶颜色，字体颜色 三．计算题1. 解：ρ=PM/RTρ1/ρ2=（P 1/T 1）/(P 2/T 2)ρ2=ρ1*(P 2/T 2)/（P 1/T 1）=ρ1*( P 2* T 1)/( P 1* T 2) ρ1=1.96㎏/m 3 P 2=86.66*103Pa P 1=101.325*103Pa T 1=273.15K T 2298.15Kρ2=1.96*(86.66/101.325)*( 273.15/298.15)=1.54㎏/m 3 2.解： PV=nRT V 同 n 同P 1/T 1=P 2/T 2T 1=500K T 2=300K P 1=101.325KPaP 2= P 1* T 2/ T 1=101.325*500/300=60.795 kPa 3.解： Y NH3=V NH3/V 总=（0.1-0.086）/0.1=0.14 n 总=P 总V 总/R 总T 总P=100 KPa T=273.15+27=300.15K V=0.1*10-3 m 3 R=8.314J/（mol*k ）n 总=（100*103*10-4）/（8.314*300.15） n 总=0.004moln NH3= n 总* Y NH3=0.004*0.14=5.6*10-4 P NH3=P 总* Y NH3=100*0.14=14 KPa 4.解：n=m/Mn co2=0.1mol n N2=0.5MOL n o2=0.6mol y co2=0.1/0.2 y N2=0.5/1.2 y o2=0.5 P co2=P 总* y co2=2.026*1/12*105=1.69*104Pa P N2= P 总* y N2=2.026*5/12*105=8.44*104Pa P o2= P 总* y o2=2.026*0.5*105=1.103*1055.解：（P+an2/v2）（v-nb）=nRTa=6.57*10-1 b=5.62*10-5T=350K V=5.00*10-3m3n=m/M=0.142*103/71=2molP=nRT/（v-nb）-an2/v2P=11.907*105-1.501*105=1.086*1066.解：TC =190.7K PC=4.596MPaTr =T/TC=291.2/190.7=1.527Pr =P/PC=15/4.596=3.264由压缩因子图得：Z=0.83ρ=PM/ZRT=15*106*16*10-3/8.314*291.2*0.83=119㎏/m3第二章练习题一、思考题1、（1）加热烧杯中水水位系统则环境为大气、烧杯。
万洪文《物理化学》配套习题
此过程，W，ΔU和ΔH值。
g解：等温等压相变 。n/mol =100/78 , ΔH = = n ?lHm= 39.5 kJ ,
W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =+W=35.7 kJ
1-8 1 mol水在1
1-5 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为p，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其Cp,m为29.29 J K-1 ·mol-1。)
300pVdT?C?290p,mRT=1.2×107 J 解：理想气体等压升温（n变）。??nCp,mdT,
γγγγ解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程 p11-T1= p21-T2, T2=145.6 K ,
ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nCp,m(T2-T1)＝-3.17kJ
p(2)对抗恒外压膨胀 ,利用ΔU＝W ，即 nCV,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。 同理，ΔU＝W＝-1.24kJ，ΔH＝-2.07kJ。
1-6 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压p绝热膨胀到p。计算该过程的、W、ΔU和ΔH。(Cp ,m=2.5 R)
解：理想气体绝热不可逆膨胀＝0 。ΔU＝W ，即 nCV,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2 , V1= nRT1/ p1 ，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nCp,m(T2-T1)＝-8.98 kJ
物理化学第2版万洪文 下 各章练习题答案共26页文档
式中V是铜粉对氢气的吸附量（273.15K,下的体积）, p是氢气压力。已知氢分子横截面积 为13.108×10-22m3,求1kg铜粉的表面积。
解：根据V=V ∞ Kp/(1+Kp) ,求出 V ∞ =1.36 dm3kg-1 , a0= V ∞ A0 NA/22.4=48 m2kg-1
解：(1) (dσ/dc)= b/(K′+c), Г=-[c/(RT)](dσ/dc) = bc/[RT(K′+c)]
(2) Г=4.3 ×10-8 mol m-2 , (3) c/K′>>1时Г∞=b/(RT)= 5.4×10-8 mol m-2 ,
A0=1/(Г∞NA)= 3.1 ×10-17 m2
A+B=C 50 50 0 x xx 50-x 50-x x
4、已知在540~727K之间和定容条件下，双分子反应CO（g）+ NO2（g）→CO2（g） +NO（g）的速率系数k表示为 k / (mol-1 ·dm3 s-1) = 1.2×1010exp[Ea /(RT)]，Ea= -132 kJ mol-1。若在600K时，CO和NO2的初始压力分别为667和933Pa，试计算： (1) 该反应在600K时的k值； (2) 反应进行10 h以后，NO的分压为若干。
2、双分子反应2A(g) =B(g) + D(g),在623K、初始浓度为0.400mol ·dm－3时,半衰期为105s,请 求出
(1) 反应速率常数k (2) A(g)反应掉90%所需时间为多少? (3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最大反应速率为多少?
物理化学第2版万洪文 下 各章练习题答案
第8章 基元反应动力学
P286.1、基元反应,2A(g)+B(g)＝E(g),将2mol的A与1mol的B放入1升容器中混合并反应, 那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？ 解：[A]0:[B]0= 2:1 , 反应物消耗一半时 [A]=0.5[A]0 ,[B]= 0.5[B]0 , r = k[A]2 [B] r : r0 = 1 : 8 2、双分子反应2A(g) =B(g) + D(g),在623K、初始浓度为0.400mol · dm－3时,半衰期为105s,请 求出 (1) 反应速率常数k (2) A(g)反应掉90%所需时间为多少? (3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最大反应速率为多少? 解：(1) r = k[A]2 , t 1/2= 1/( k[A]0) , k = 0.0238dm3 ·mol-1s-1 (2) 1/[A] – 1/[A]0 = k t , t = 945 s (3) ln(k/k’)=(Ea/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3 ·mol-1s-1, rmax = k[A]02=3.6×10－4 mol ·dm-3s-1.
7、某溶液含有NaOH和CH3COOC2H5 ，浓度均为1.00×10-2mol· dm-3 ， 298 K时反应经 过10min有39%的CH3COOC2H5分解，而在308 K时，10分钟有55%分解，计算： (1)该反应的活化能。 (2)288K时，10分钟能分解多少？ (3)293K时，若有50%的CH3COOC2H5分解需时多少？ 解：(1)1/[A]-1/[A]0= k t ,k(298 K)= 6.39 mol-1· dm3 min-1 ,k(308 K)=12.22 mol-1· dm3 min-1 Ea=Rln(k1/k2)(1/T2-1/T1)= 49.4kJ· mol-1 (2)288K时,k(288K)=3.2 mol-1· dm3 min-1, t =10 min,{[A]0-[A]}/ [A]0=24.2% (3)293K时, k(293K)=4.55 mol-1· dm3 min-1, t1/2=1/( k[A]0)= 22min 8、两个二级反应1和2具有完全相同的频率因子,反应1的活化能比反应2的活化能高出 10.46kJ ·mol－1;在 373K时,若反应1的反应物初始浓度为0.1mol ·dm－3,经过60min后反应 1已完成了30%,试问在同样温度下反应2的反应物初始浓度为0.05mol ·d m－3时, 要使反应 2完成70%需要多长时间(单位min)? 解：由k=Ae-Ea/RT，A1=A2，所以k1/k2=e (Ea1-Ea2)/RT 由1/[A]-1/[A]0= k t , Ea1-Ea2=10.46×103J/mol 所以 k1= 7.14×10-2 mol-1 ·dm3 min-1 ,k2=2.04 1/(1-70%) [A]0 -1/[A]0 = k2 t2 ， [A]0 = 0.05mol ·d m－3 所以 t2=22.88min
物理化学(第二版)习题解答
第二章热力学第二定律1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3，试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。
（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗恒外压101kPa膨胀。
解：（1）ΔU=ΔH=0；Q=-W==2.0×8.314×300×=4571(J);ΔS===15.24(J·K-1)（2）Q=0；W=0；ΔU=0；ΔH=0；ΔS===15.24(J·K-1)（3）ΔU=ΔH=0；Q=-W=101×(50-20) =3030(J)；ΔS===15.24(J·K-1)2、1.0molα-Fe由25℃加热到850℃，求ΔS。
已知C p,m=30.30J·mol-1·K-1解：ΔS==30.30×=40.20(J·K-1)3、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃，试计算该过程的ΔS。
已知C p,m=29.10 J·mol-1·K-1。
解：属于pTV都改变的过程。
ΔS==8.38-11.53=-3.15(J·K-1)4、N2从20.0dm3、2.00MPa、474K恒外压1.00MPa绝热膨胀到平衡，试计算过程的ΔS。
已知N2可看成理想气体。
解：Q=0; ΔU=W,即nC p,m(T2-T1)=-p e(V2-V1)将n==10.15(mol); C p,m=3.5R; V2==84.39×10-6T2代入上式得：10.15×3.5R×(T2-474)=-1.0×106×(84.39×10-6T2-20×10-3)解得T2=421.3K该过程属于pTV都改变的过程，所以错错ΔS==-34.81+58.49=23.68(J·K-1)5、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。
物理化学第2版 万洪文 詹正坤主编练习题答案
万洪文教材习题全解第一章热力学基本定律第一章热力学基本定律练题O g1-40.1kgC6H6(l)在p，沸点353.35K 下蒸发，已知∆l H m(C6H6)=30.80kJmol-1。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol=100/78,gH = Q = n∆l H m=39.5kJ,W=- nRT=-3.77kJ, U =Q+W=35.7kJO1-5 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为p，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m 为29.29JK-1· mol-1。
)T300= ∫nC d TQpV解：理想气体等压升温（n变）。
δ=p m d, 290m,RTO=1.2×107J1-6 单原子理想气体，由600K，1.0MPa 对抗恒外压p绝热膨胀到p O。
计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
(C p,m=2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。
ΔU＝W，即nC V,m(T2-T1)=- p2 (V2-V1),因V2= nRT2/ p2 , V1= nRT1/ p1 ，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98kJOp，1-7 在298.15K，6×101.3kPa 压力下，1mol 单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为O若为；(1)可逆膨胀 (2)对抗恒外压p膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p,m=2.5 R)。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3,过程方程p11-γT1γ=p21-γT2γ,T2=145.6K,ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9kJ,ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJO(2)对抗恒外压p膨胀 ,利用ΔU＝W，即nC V,m(T2-T1)=- p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。
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第七章基元反应动力学练习题7-2 基元反应,2A(g)+B(g)＝＝E(g),将2mol的A与1mol的B放入1升容器中混合并反应,那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？:解：[A]:[B]= 2:1 , 反应物消耗一半时[A]=0.5[A]0 ,[B]= 0.5[B]0 , r = k[A]2 [B]r : r0= 1 : 87-3 反应aA==D，A反应掉15/16所需时间恰是反应掉3/4所需时间的2倍，则该反应是几级。
解：r = k[A]n , n=1时t = ln ([A]0/[A])/k , t (15/16) : t (3/4) = ln16/ ln4 = 27-4 双分子反应2A(g) B(g) + D(g),在623K、初始浓度为0.400mol dm－3时,半衰期为105s,请求出(1) 反应速率常数k(2) A(g)反应掉90%所需时间为多少?(3) 若反应的活化能为140 kJ mol-1, 573K时的最大反应速率为多少?解：(1) r = k[A]2 , t 0.5= 1/(2 k[A]0) , k = 0.012dm3mol-1s-1(2) 1/[A] – 1/[A]0 =2 k t , t = 945 s(3) ln(k/k’)=(Ea/R)(1/T ’-1/T) , 573K时k = 0.00223dm3mol-1s-1,最大反应速率rmax = k[A]02=3.6×10－4 moldm-3s-1.7-5 500K时气相基元反应A + B = C，当A和B的初始浓度皆为0.20 mol dm-3时，初始速率为5.0×10-2 mol dm-3 s-1(1) 求反应的速率系数k；(2) 当反应物A、B的初始分压均为50 kPa（开始无C），体系总压为75 kPa时所需时间为多少？解：(1) r0 = k[A]0 [B]0 , k =1.25 dm3 mol-1 s-1(2) p0(A) = p0(B) , r = kp p (A) 2 , p =2 p0(A) - p (A) , p (A)= p0(A)/ 2 , kp = k/(RT) ,t1/2 =1/[ kp p0(A) ] = 66 s7-6 已知在540―727K之间和定容条件下，双分子反应CO（g）+ NO2（g）→CO2（g）+NO（g）的速率系数k表示为k / (mol-1 dm3 s-1) = 1.2×1010exp[Ea /(RT)]，Ea= -132 kJ mol-1。
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万洪文教材习题全解第一编化学热力学化学热力学第一章热力学基本定律第一章热力学基本定律练题O g6H6(l)在p，沸点下蒸发，已知∆l H m(C6H6)=。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol=100/78,gH = Q = n∆l H m=,W=- nRT =,U =Q+W=O1-5 设一礼堂的体积是 1000m3，室温是290K，气压为p，今欲将温度升至 300K，需吸收热量多少(若将空气视为理想气体，并已知其Cp,m 为· mol-1。
)T300= ∫nCd T QpV解：理想气体等压升温（n 变） 。
δ =p m d , 290m,RTO=×107J1-6单原子理想气体，由 600K ， 对抗恒外压p 绝热膨胀到 p O。
计算该过程的 Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
(Cp, m= R)解：理想气体绝热不可逆膨胀 Q ＝0 。
ΔU ＝W ，即 nCV ,m(T 2-T 1)=- p 2 (V 2-V 1), 因 V 2= nRT 2/ p 2, V 1= nRT 1/ p 1，求出 T 2=384K 。
ΔU ＝W ＝nCV ,m(T 2-T 1)＝ ，ΔH ＝nCp ,m(T 2-T 1)＝Op ，1-7 在 ，6× 压力下，1mol单原子理想气体进行绝热膨胀， 最后压力为O若为；(1)可逆膨胀 (2)对抗恒外压 p膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知 Cp, m= R )。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3, 过程方程 p 11-γT 1γ=p 21-γT 2γ,T 2=, ΔU ＝W ＝nCV ,m(T 2-T 1)＝,Δ H ＝nCp ,m(T 2-T 1)＝O(2)对抗恒外压p膨胀,利用ΔU＝W，即nCV,m(T2-T1)=- p2 (V2-V1) ，求出 T2=。
同理，ΔU＝W＝，ΔH＝。
1-8水在 100℃，p O下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为理想气体)，然后等温可1逆膨胀到O p ，计算全过程的ΔU ，ΔH 。
已知 ∆gl H m(H2O,,Op )=。
解：过程为等温等压可逆相变＋理想气体等温可逆膨胀，对后一步ΔU ，ΔH 均为零。
gΔH ＝ ∆l H m= ，ΔU =ΔH –Δ(pV )=1-9 某高压容器中含有未知气体，可能是氮气或氩气。
在 29K 时取出一样品，从 5dm 3绝热可逆膨胀到 6dm 3， 温度下降21K 。
能否判断容器中是何种气体(若设单原子气体的 CV, m =，双原子气体的 CV, m=.解：绝热可逆膨胀: T 2=277K, 过程方程 T 1V 1γ-1=T 2V 2γ-1,=7/5 容器中是 N2.1-10mol单原子理想气体(CV ,m= )，温度为 273K ，体积为 ，经由 A 途径变化到温度为 546K 、体积仍为 ；再经由 B 途径变化到温度为 546K 、体积为 ； 最后经由 C 途径使系统回到其初态。
试求出：(1)各状态下的气体压力；(2)系统经由各途径时的Q，W，ΔU，ΔH值；(3)该循环过程的Q, W，ΔU，ΔH。
解： A 途径: 等容升温，B 途径等温膨胀，C 途径等压降温。
O(1) p1= p , p2=2 p O, p3= p O(2) 理想气体:Δ U＝nCV,mΔT, H＝nCp,mΔT .A 途径, W=0, Q=ΔU ,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于 ,0,,B 途径,ΔU＝ΔH=0,Q=-W,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于 ,,0,0;C 途径, W=-pΔV, Q=ΔU–W, 所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于,,,(3)循环过程ΔU=ΔH=0 ,Q =- W=++=1-112mol某双原子分子理想气体 ,始态为 ,,经pT=常数的可逆过程 ,压缩到终态为 .求终态的体积V2 温度T2 及W,ΔU,ΔH.( Cp,m= R).解：p1T1= p2T2 , T1= 求出T2=,V2=Δ3, U ＝nCV,mΔT=,ΔH＝nCp,mΔT=, δW =-2 nR d T , W=-2 nRΔT=1-122mol,,373K的液态水放入一小球中,小球放入 373K 恒温真空箱中。
打破小球, 刚好使H2O(l) 蒸发为,373K 的H2O(g)( 视H2O(g)为理想气体) 求此过程的Q,W,ΔU,ΔH; 若此蒸发过程在常压下进行 ,则Q,W,ΔU,ΔH的值各为多少已知水的蒸发热在373K, 时为－1。
.解：,373KH 2O(l)→H2O(g)(1)等温等压可逆相变,Δ H=Q=n∆g l H m=, W=- nRT=, ,ΔU=Q+W=(2)向真空蒸发W=0, 初、终态相同ΔH=，,ΔU =，Q =ΔU＝1-13 将 373K,50650Pa 的水蒸气等温恒外压压缩到(此时仍全为水气), 后继续在恒温压缩到体积为时为止,(此时有一部分水蒸气凝聚成水 ).试计算此过程的Q,ΔU,ΔH.假设凝聚成水的体积忽略不计,水蒸气可视为理想气体, 水的气化热为－1。
.2解：此过程可以看作：n= 理想气体等温压缩+n’=水蒸气等温等压可逆相变。
gW＝-pΔV+ n’RT=27kJ, Q= pΔV+n’ ∆l H m=-174kJ, 理想气体等温压缩ΔU,ΔH为零，相变过程ΔH= n’ ∆g l H m=-159kJ, ΔU=ΔH-Δ(pV)= ΔH+ n’RT=-147kJ1-14 试以T为纵坐标，S为横坐标，画出卡诺循环的T-S图，并证明线条所围的面积就是系统吸的热和数值上等于对环境作的功。
1-15mol单原子理想气体 ,可逆地沿T=aV (a为常数)的途径,自 273K 升温到573K,求此过程的W,ΔU,ΔS。
解：可逆途径T=aV (a为常数)即等压可逆途径W=-nR(T2-T1)=ΔU＝nCV,mΔT=,ΔS= nCp,mln(T2/T1)= －11-161mol 理想气体由25℃，1MPa 膨胀到，假定过程分别为：(1)等温可逆膨胀；(2)向真空膨胀。
计算各过程的熵变。
解：(1)等温可逆膨胀；ΔS=nR ln(V2/V1)=(2)初、终态相同ΔS=1-17、27℃、20dm3理想气体，在等温条件下膨胀到50dm3，假定过程为： (1)可逆膨胀；(2)自由膨胀；(3)对抗恒外压p O膨胀。
计算以上各过程的Q、W、ΔU、ΔH及ΔS。
解：理想气体等温膨胀,ΔU=ΔH=0 及ΔS = nR ln(V2/V1)=。
(1) 可逆膨胀W=- nRT ln(V2/V1)= 、Q =- W=(2) 自由膨胀W=0, Q =- W=0(3) 恒外压膨胀W=-pΔV =, Q =- W=1-18某理想气体(Cp,m=，由始态(400K ，200kPa) 分别经下列不同过程变到该过程所指定的终态。
试分别计算各过程的Q、W、ΔU、ΔH及ΔS。
(1)等容加热到 600K；(2)等压冷却到 300K；(3)对抗恒外压p O绝热膨胀到p O；(4)绝热可逆膨胀到p O。
解：理想气体ΔU＝nCV,mΔT,Δ H=nCp,mΔT,Δ S= nR ln(p1/p2)+nCp,mln(T2/T1)(1)等容升温T2=600K, W=0, Q=ΔU,ΔS=nCV,mln(T2/T1) 所以Q,W,ΔU,ΔH,ΔS分别等于 ,,,,-1(2)等压降温T2=300K ，W=-pΔV , Q=ΔU–W,Δ S=nCp,mln(T2/T1) 所以Q,W,ΔU,ΔH,ΔS分别等于,,–,–,–(3)恒外压绝热膨胀Q=0, W=ΔU, T2=,Δ S= nR ln(p1/p2)+ nCp,mln(T2/T1)=γγ,T2=328K 所以Q,W,ΔU,ΔH,ΔS分别等于0,(4)绝热可逆膨胀ΔS=0, Q=0,γ=7/5, p1V1 = p2V2–,–,–,01-19 汽车发动机（通常为点火式四冲程内燃机）的工作过程可理想化为如下循环过程（Otto 循环）：（1）利用飞轮的惯性吸入燃料气并进行绝热压缩（2 ）点火、燃烧，气体在上死点处恒容升温（3）气体绝热膨胀对外做功（4）在下死点处排出气体恒容降温。
设绝热指数理论效率。
γ = 、V1/V2=，求该汽车发动机的3解：①→②绝热可逆压缩②→③恒容V2 升温③→④绝热可逆膨胀④→①恒容V1 降温②→③Q＋=CV（T3-T2），④→①Q－=CV（T1-T4）,η=|Q＋+Q－|/Q＋利用绝热可逆过程方程求出η=1-( T2- T3)/( T1-T4)=1-( V1/V2)1-γ=1-20水由始态 ( p O，沸点向真空蒸发变成，p O水蒸气。
计算该过程g的ΔS (已知水在时的∆l H m=g解：设计等温等压可逆相变ΔS= ∆l H m/T=109JK-1g1-21 已知水的沸点100 ℃，Cp,m （ H2O,l ） =，∆l H m(H2O)=是gkJ·mol-1,Cp,m（H2O,g）=，Cp,m 和∆l H m均可视为常数。
O(1)求过程：1molH 2O(1，100℃，p)→1molH2O(g，100℃，p O)的ΔS；O(2)求过程：1molH 2O(1,60℃，p)→1molH2O(g，60℃，p O)的ΔU，ΔH，ΔS。
g解：(1) 等温等压可逆相变ΔS= ∆l H m/T=109JK-1(2) 设计等压过程H2O(1,60℃)→H2O(1，100℃)→H2O(g，100℃)→H 2O(g，60℃)gΔH = Cp,m(l)Δ T+ ∆l H m- Cp,m(g)ΔT=,ΔU=ΔH–pΔV=ΔH–RT= gΔS=∆l H m/T+C p,m(g)ln( T1/T2)=Cp,m(l)ln(T2/T1)+1-22理想气体从 300K，p O下等压加热到 600K，求此过程的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG。
O已知此理想气体的S m (300K)=，Cp,m=。
Δ(TS)=解：ΔU＝nCV,mΔT=,ΔH=nCp,mΔT=O OS m(600K)=S m (300K)+ΔS =ΔF＝ΔU-Δ(TS)=,ΔG＝ΔH-S= nCp,mln(T2/T1)=O1-23 将装有乙醚液体的微小玻璃泡放入35℃，p，10dm3的恒温瓶中，其中已充满 N2(g)，将小玻璃泡打碎后，乙醚全部气化，形成的混合气体可视为理想气体。
已知乙醚g在 101325Pa 时的沸点为35℃，其∆l H m＝·mol－1。
计算：(1) 混合气体中乙醚的分压；(2) 氮气的ΔH，ΔS，ΔG；(3) 乙醚的ΔH，ΔS，ΔG。
解：(1)p乙醚=nRT/V=(2) 该过程中氮气的压力、温度、体积均无变化ΔH，ΔS，ΔG均为零。