物理化学第三章课后答案 傅献彩 第五版
《物理化学(第五版,傅献彩)》课后习题及答案
热力学第一定律
1mol,T1,
p1=2×101.325kPa V1=11.2dm3
pT=常数 可逆
(1)T1=(p1V1)/(nR)=273K
∵ p1T1 p2T2 c
∴
2
101325
2
101325 0.0112 8.314
K
4
101325T2
1mol,T2 p2=4×101.325kPa
V2
T2 136.6K
n, T1=293K, p1=p V1=3dm3
p1=p2
n,T2=353K p2
V2
n 101.325 3 mol 0.125mol 8.314 293
U
n
353
C 293 p,m
R
dT
0.125
353.2 18.96 3.26 103 T
293.2
dT
0.125 18.996353
V2
8.314 136.6 4 101325
m3
2.8 103 m3
(2) U
nCV ,m T2
T1
1
3 2
8.314(136.6
273)J
1701J
H 15 8.31（4 136.6 273）J 2835J 2
(3)W pdV c d( nRT T ) nR dT 2 2nRdT
T pT
T
W 2nR(T2 T1 ) 2 8.31（4 136.6 273）J 2268J 14．设有压力为 p，温度为 293K 的理想气体 3dm3，在等压下加热，直到最后的温度为 353K 为止。计算过程中的 W、ΔU、ΔH、和 Q。已知该气体的等压热容为： Cp,m=（27.28+3.26×10-3T）J·K-1·mol-1。 解：
(NEW)傅献彩《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第1章 气 体1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 热力学第一定律2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 热力学第二定律3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 相平衡5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 化学平衡6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 统计热力学基础7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 电解质溶液8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 可逆电池的电动势及其应用9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 电解与极化作用10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 化学动力学基础（一）11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第12章 化学动力学基础（二）12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 名校考研真题详解第13章 表面物理化学13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第14章 胶体分散系统和大分子溶液14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第1章 气 体1.1 复习笔记一、气体分子动理论1．理想气体理想气体：在任何压力、任何温度下都符合理想气体状态方程pV＝nRT 的气体。
理想气体状态方程中，p为气体压力，单位是Pa；V为气体的体积，单位是m3；n为物质的量，单位是mol；T为热力学温度，单位是K；R是摩尔气体常数，。
2．气体分子动理论的基本公式（1）气体分子运动的微观模型①气体是大量分子的集合体；②气体分子不断地作无规则的运动，均匀分布在整个容器之中；③分子彼此的碰撞以及分子与器壁的碰撞是完全弹性的。
物理化学第五版第三章答案（1）
第三章 热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求（1） 热机效率；（2） 当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1） 热机效率；（2） 当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解： （1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证： （反证法） 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。
物理化学1—5章课后习题答案-傅献彩第五版
物理化学1—5章课后习题答案-傅献彩第五版物理化学 1—5 章课后习题答案傅献彩第五版在学习物理化学的过程中，课后习题是巩固知识、检验理解的重要环节。
下面为大家详细解答傅献彩第五版物理化学1—5 章的课后习题。
第一章主要涉及气体的相关知识。
在习题中，常常会出现关于理想气体状态方程的应用问题。
比如，给定一定量气体的压力、体积和温度，要求计算气体的物质的量。
我们知道理想气体状态方程为 PV ＝nRT，其中 P 是压力，V 是体积，n 是物质的量，R 是摩尔气体常数，T 是热力学温度。
通过对这个方程的灵活运用，就能够轻松求解此类问题。
还有关于分压和分体积的计算。
例如，已知混合气体中各组分气体的摩尔分数和总压力，要求计算各组分气体的分压。
分压等于总压乘以该组分的摩尔分数。
对于分体积，也是类似的思路，分体积等于总体积乘以该组分的摩尔分数。
第二章是热力学第一定律。
这一章的习题重点在于理解和运用热力学能、热和功的概念。
例如，计算一个封闭系统在特定过程中的热力学能变化。
这需要考虑系统所吸收或放出的热以及所做的功。
热和功的符号规定很关键，系统吸热为正，放热为负；系统对外做功为负，外界对系统做功为正。
在一些习题中，还会涉及到绝热过程。
绝热过程中，系统与外界没有热交换，此时热力学能的变化就等于外界对系统所做的功。
通过对这些概念和公式的准确把握，就能顺利解决此类问题。
第三章是热力学第二定律。
这一章的习题常常围绕熵的概念和计算展开。
比如，计算一个可逆过程或不可逆过程的熵变。
对于可逆过程，熵变可以通过热温商来计算；对于不可逆过程，需要设计一个可逆过程来计算熵变。
此外，还会有关于热力学第二定律的应用问题。
例如，判断一个过程是否自发进行，需要通过计算熵变、焓变以及吉布斯自由能变来综合判断。
如果熵变大于零，且焓变小于零，或者吉布斯自由能变小于零，那么这个过程就是自发的。
第四章是多组分系统热力学。
这部分的习题主要涉及溶液的相关计算。
物理化学课后答案解析(傅献彩_第五版)
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第三章 热力学第二定律
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第二章 热力学第一定律
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《物理化学(第五版,傅献彩)》课后习题及答案
压蒸发热为 40.63kJ·mol-1。当 1mol 液态水，在 373K 和外压为 p时完全蒸发成水蒸气时，
试求：
（1）蒸发过程中体系对环境所作的功。
（2）假定液态水的体积略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。
（3）假定把蒸气看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。
（4）求（1）中变化的△vapHm 和△vapUm。 （5）解释何故蒸发热大于体系所作的功。
T V
0
T
16.证明：
U V
p
C p
T V
p
p
证：
U V
p
H V
P
p
=
H T
T p V
p
p
=
CP
T V
p
p
证明： CP
CV
p T
V
Hp
T
V
证： CP
CV
HT
U = H p T V T
P
HT
V T
dT P
Hp
T dP
H T
V
H T
解:
Zn (s)+2 H+= Zn2++ H2(g)
VH2
RT p
8.314 291 m3 101325
0.024m 3
W pV pVg nRT 8.314 291J 2419.4J
△rUm=(Q+W)/ =(-152-2.42)kJ·mol-1
3 . 在 373.2K 和 p压力下，使 1molH2O(l)汽化。已知水在气化时吸热 40.69kJ·mol-1。
P
Hp
T Tp
V
代入上式
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第三章热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1）热机效率；（2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解：（1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ 的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。
（2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。
物理化学第三章课后答案傅献彩第五版
第三章 热力学第二定律
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物理化学第章课后答案傅献彩第五南京大学化学化工学院
第 三 章 热 力 学 第 二 定 律L 有5 md 某双原子理愚气体，巳知K 。
血'L 5 R,从始态MX ） &小）敏』经绝热诃逆压嫦至400 kPa 后,再真空膨胀至200 kPm 求整个过程的QW.&j.Vf 和AS,解:双原于理想气体 Gm = W^qg=R+G5 = 4"Ry=&JGs=L4 w br 绝刑 5moLT ? 5TDP 1 可逆1400 kpj 板00 好|绝热可逆IM Q,=-0,A S.-0iL r ! -IV -A CV E （耳一 M ）= 5 molxgx&314j mor i * K 1 X （487, 61-400） K=&104. S7J£f.y X S. 314J • n»r l • K 1<4&7. 61 -40O ）K= 127< &2J 绝然过程方程式k 弓=（勿＞了「=487.61枷真空圈胀&J 』=SAH ：=O ,W£=Q ,Q —Q 设计可逆膨媵计算4 皿,T 我L 二旱映H 网竣成虹£=S molX& 314J • eL ・ K' • In :& 8】J ・ K~ZUv KI aAS.r =0（真空肱虬系统不吸然）400 K.^md 200 kPa△Hi =rGm （K —「）—5 molXW=W]+W ：=9104. 87J Q=Q+Q=O必=W 】+W?=9104. 87J △H=△孙 +^Hz = 12746. 82J △S=q+AS2 = 28.81J • FT'.2. 有5 mol He(g),可看作理想气体，已知其Gm = l.5 k,从始态273 K,100 kPa .变到终态298 K. 000 kPa.计算该过程的炳变.解：单原子理想气体,Gs = 1.5R ・G.f=G ・m+R=2.5R等温升压可逆&7=0 Q-- W=(早)印=~£ =8. 314 J • mol 1 • K X5 irolXIn — 95. 72J • K *i Pt 1 uuu等压升温可逆Q=aH=nC,.m <T 2-T 1)M f ^f^dT = nC^.Jn 争=5 mol X 2. 5 X 8. 314J • rnoL • K" X In = 9. 11J • K 1J 丁1 」 / I4/O K^S=AS 1+AS 2 = -86. 61J • K \I3. 在绝热容器中，将0.10 kg,283 K 的水与0. 20 kg 、313 K 的水混合，求混合过程的嬉变.设水的平户 比热为4.184kJ ・Kf - kg"1.]解:Q=0. 1 kgX4. 184 kJ • K" • kgTX(T -283.2)KQ=0.20kgX4.184AJ •• kg"1 X (313. 2-T)K在绝热容器中Q+Q=0 T=303.2K ASi = f /：^dT=0. 01kgX4.184kJ • kg -XIn86XK)7kJ • K*1点=[孕 牟d 丁 =0.02kgX4.184 kJ • FT 1 . kgrxin^4^=-2.72XKTW • K^1J i 1 I OlO. 4i\ AS= AS )+ AS» =0.14J ・ KT ・4. 在298 K 的等温情况F,在一个中间有导热隔板分开的盒子中.一边放0.2 mol Q(g),压力为20 kPa,另一边放0. 8 molN ：(g).压力为80 kPa.抽去隔板使两种气体混合.试求(DIK 合后，盒子中的压力； (2) 混合过程的Q,W,和 g(3) 如果假设在等温情况下，使混合后的气体再可逆地回到始态,计算该过程的Q 和W 的值. 解:(1)理思气体状态方程 V> =g +V N 2m.RT »N 2RT)・2molX8.3m・moli •KTX298K|0.8molX&314J・moL ・K'X298K20X IO3 Pa 8OX1O5 Pa = 49. 55X10-0?% + 〃斗=0. 2 mol+O. 8 mol= 1 molA _性・" 处一& =」mo凶辿 . moLXU2竺瓯= 50,仲Pfl49. 55X10-3m3 50X10 1<L（2）等温过程W=0 Q=-WDahon 分压定律fix =—X/>a =10X103PaAv t =^X/>e=40X103Paw = + W斗=一处RTln 普-QTln竿》r^2=一8. 314jmoL • K- X298K(0, 2 molXln^+0. 8 molXln ~) = -1717. 32J10 40Q=-W=1717. 32J△S=* = 5. 76J ・ K'1j Vdp=W=-1717. 32J.(3)等温可逆W=0.Q=-W.要可逆回到始态.故△8 = —点=一5.76J・KFQ=T・ AS7=298 KX(-5. 76J • K-,) = -1717. 32JW=-Q二1717. 32J..5.有■•绝炼箱子.中间用绝热隔板把箱了•的容积一分为二.一边放1 mol 300 KJOO kPa的单原于理想气体Ar(g),另一个放2 mol 400 K,200 kPa的戏原子理想气体N2(g),若把绝热隔板抽去,让两种气体混合达平衡•求混合过程的隔变•M.2 molX&314j • mol ' • K -'X298K 〔 0.8molX8.31 妇• moL • K ・'X298K 2OX1O 3 Pa 80X101 Pa=49. 55X105 %=0. 2 mol+0. 8 mol=l mol,—催• RT_ 1 molX8.314J • mor 1 XK"1 X298K s 八心 DAft <7 — 小 * 一，m =50X O ra.Dalton 分压定律威=^X 如nlOXlUPa p* = —XAtt=40X103Pa "AW =W\ +W\ =_g RTln 策 f —RTln 斜= -8.314JmoL • K -|X298K(0.2molXln 急+0. 8 molXln 籍)= -1717.32J Q^-W =1717. 32J △S=¥=5. 76J ・ L ^G= Vd/>=W=-1717.32J.(3) 等温可逆 W=0.Q=-W.要可逆回到始态，故AS' = -AS=-5. 76J • K -* Q=T ・ #=298 KX(-5.76J • K"1 ) = -1717. 32J W=-Q= 1717.32J..5. 有-绝熄箱子.中间用绝热隔板把箱子的容枳一分为二，一边放1 mol 300 K,100 kPa 的单原子理想 气体Ar(g).另一个放2 mol 400 K.200 kPa 的双原子理想气体N 2(g).若把绝热隔板抽去,让两种气体混 合达平衡,求混合过程的烟变.解:将这•过程分为两部分来考虑，首先抽掉绝势阳板后，两边达到平衡温度下;再在等温下的条件下. 进行等温嫡变.已知Cv.・(Ar) = l. 5R Cv.m (N2)N2,5R | 叫。
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第九章 可逆电池的电动势及其应用
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物理化学 傅献彩 第三章热力学第二定律01-0608-09
Th
Qc
高温热源
高温热源
Qh
今令一个Carnot机在高温和低 温热源间工作，从高温热源吸收 Qh，对外做功W,向低温热源放 热Qc，根据假设从 低温热源
Qc自发传递
R
Qc
W
高温热源
Tc
低温热源
第二类永动机示意图
热力学第二定律
循环净结果为： 热机从高温热源吸收热量：Qh- Qc 体系对外做功：-W= Qh- Qc Carnot机从单一热源吸取的热 量全部变为功,而留下任何变化变 化。 ----第二类永动机
（1）引入了一个不等号 的方向问题；
I R ，原则上解决了化学反应
（3）为热力学第二定律熵函数S的提出奠定了基础。
§3.4 熵的概念
一、熵的导出 1. Carnot循环热温商
Qc Qh 0 Tc Th
热效应与温度商值的加和等于零。
2.任意的可逆循环热温商
可以分解为无数多个小Carnot循环。 先以P，Q两点为例
任意可逆循环的热温商
p
R V P
O
PVO = OWQ
T
Q W
X
M
O'
S
N
Y
U
MXO’ = O’YN
任意可逆循环
V
任意可逆循环的热温商
证明如下： (1)在任意可逆循环的曲线上取很靠近的PQ过程 (2)通过P，Q点分别作RS和TU两条可逆绝热膨胀线， (3)在P，Q之间通过O点作等温可 p R 逆膨胀线VW V 使两个三角形PVO和OWQ的面 积相等，这样使PQ过程与PVOWQ过程 所作的功相同。 同理，对MN过程作相同处理， 使MXO’YN折线所经过程作功与MN 过程相同。 VWYX就构成了一个Carnot循环。
物理化学第五版第三章答案
物理化学第五版第三章答案第三章热⼒学第⼆定律3.1 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。
求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作，求：（1）热机效率；（2）当从⾼温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从⾼温热源吸热及对环境所作的功。
解：（1）(2)3．4 试说明：在⾼温热源和低温热源间⼯作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率⼤于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向⾼温热源，⽽违反势热⼒学第⼆定律的克劳修斯说法。
证：（反证法）设 r ir ηη>不可逆热机从⾼温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向⾼温热源放热则若使逆向卡诺热机向⾼温热源放出的热不可逆热机从⾼温热源吸收的热相等，即总的结果是：得⾃单⼀低温热源的热，变成了环境作功，违背了热⼒学第⼆定律的开尔⽂说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 ⾼温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从⾼温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作⽆限⼤，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从⾼温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上⾯三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知⽔的⽐定压热容。
今有1 kg，10℃的⽔经下列三种不同过程加热成100 ℃的⽔，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。