简明物理化学第二版标准答案-杜凤沛-高丕英-沈明

第一章热力学第一定律习题解答

1． 1ｍol理想气体依次经过下列过程:(1）恒容下从 2５℃升温至 100℃，(2)绝热自由膨胀

至二倍体积,(3)恒压下冷却至2５℃。试计算整个过程的Q、W、∆U及∆H。解：将三个过程中Q、∆Ｕ及W的变化值列表如下：

过程Q∆ＵW

(1）C

V ,ｍ

（Ｔ

1末

−Ｔ

１初

)

C

V ,m

（T

1末

−T

1

初

)

(２）00０

(３）C p,m(T3末−T３初) C

v，m

(T

３末

−Ｔ

3

初

）

ｐ(V３末−V3初)

则对整个过程:

T = T=２９8.１

５ＫT= T

= 37

３.15K

1初3末1末3初

Ｑ=nＣv，m(T１末－T１初)＋０＋ nC p，m(Ｔ3末－T３初)

＝ｎR（T3末−T3初)

＝[１×8.314×(-75)]J=-62３.55J

∆U=nＣv,m(T1末-Ｔ1初)+０+nC v,m（T3末－T3初)=０

W ＝-p(V3末−V3初）=-nR(T3末−Ｔ3初）

＝－[1×8．31４×（-7５）]J＝６23.55Ｊ

因为体系的温度没有改变，所以∆H=0

2.0.1mol 单原子理想气体，始态为 400K、１01.325ｋPa，经下列两途径到达相同的终态：

(1)恒温可逆膨胀到10ｄｍ3，再恒容升温至６１0K;

(2) 绝热自由膨胀到6.５6ｄm3,再恒压加热至610K。

分别求两途径的Q、Ｗ、∆U及∆H。若只知始态和终态,能否求出两途径的∆U及∆H？

解:(1)始态体积Ｖ1＝nRT1/p1＝(0．1×８.３１4×400/101325)dm3＝32.8dm３

W ＝Ｗ恒温+Ｗ恒容=ｎＲT ln V

Ｖ2＋０

１

=（0.1×8.314×400×ｌｎ3210

.8+0）J

＝370.7Ｊ

∆U＝nC V,m(Ｔ2−T1)＝［0.1×3

2 ×8．31４ ×(610− 40０)］

J=261.9J

１