热力学第一定律热力学第二定律重庆大学物理化学教研室编物理化学答案

第一章

1、水的物质的量为：

223232324

24

24

,

,,

20

0.026760

0.89

0.95

0.890.020.026

101.3250.9596.350.02

0.02137

0.890.020.026

101.3250.02137 2.165H O C H Cl C H Cl C H Cl C H C H C H x x p p x kPa x p p x kPa =

===++=⨯=⨯===++=⨯=⨯=总总根据道尔顿分压定律得：

2、解：在300K 时，水的蒸气压为3.567kPa ，所以此时容器内存在水蒸气，容器内始终存在有水，因此始终存在有水蒸气。 在两个过程中，有：

12112212

1212122121101.325373.15126.03300

n n p V p V T T V V p p p T p kPa T T T =∴

==⨯∴

=⇒===

3、① 针对理想气体，存在有PVm=RT ，则：

3

8.314(273.1540)

6833.40.381106833.45066.3%100%34.9%

5066.3m RT P kPa V E -⨯+=

==⨯-=⨯= ② 对于CO 2 ，查表得:

162431

1

234323.657100.42310)()8.314313.15 3.657105167.560.381100.42310(0.38110)5167.565066.3

%100% 2.0%

5066.3

m m

m m a Pa m mol b m mol a

P V b RT

V RT a p kPa

V b V E --------=⨯⋅=⨯+-=⨯⨯∴=-=-=-⨯-⨯⨯-=

⨯=（

4、① 对于理想气体，存在：

31

3

8.314273.15

56.04053010

56.070.3%100%20.3%

70.3

m RT V cm mol P E --⨯=

==⋅⨯-=⨯=

② 若为范得华气体，则查表得：

3398,126.15273.15 2.165126.154053011.928

3398

r r Pc KPa Tc K

T T Tc P P Pc ===

=====

根据上述对比参数，查双参数普遍化因子图得：Z=1.305，则：

311.3058.314273.15

73.14053073.170.3%100%4%

70.3

m ZRT V cm mol p E -⨯⨯=

==⋅-=⨯= 5、解：查表得：

5080154.75273.1525 1.93154.7520270

45080

C C r C r C p kPa T K

T T T p p p ==+====

== 根据上述对比参数，查双参数普遍化压缩因子图，可得Z=0.95

33

20270104010323211.00.958.314298.15

PV m kg ZRT -⨯⨯⨯=⨯=⨯=⨯⨯

6、解：该气体为理想气体，所以存在：

2

2

2

11

3311

11.48.314

1.40.420.80.4

253.31102001020.798.314(273.1520)

20.820.79p m V m p m V m

V m V m V m V m T V m T T V m c c R

C c c c R c R c mol K c dT

PV PV nRT n mol

RT c dT dT ⋅⋅⋅⋅--⋅⋅⋅⋅⋅-⋅-==⇒-=⇒=⇒=

=⨯⨯⨯=⇒===⨯+==⎰⎰⎰1

1

1

T T T 而该气体恒容下，W=0，U=n U=n 20.7920.8(8020)25.925.9kJ

U Q W Q U kJ

⨯⨯-==+⇒==根据热力学第一定律，

7、解：奈燃烧的方程式为

1082227104C H O CO H O +=+

c

m H χ 0 0 0

3110800010

128

10

12811010

()401.727 5.1510128128

c m

c m c m Q x H mol Q

H H C H Q kJ kJ mol -∴=+--=-∆∴=

-∆⇒∆=-

⨯=-⨯=-⨯

⋅参加反应的奈共有

存在等式

8、解： 25℃ P

ｏ

0H ∆=

m 由生成热的表值查出：

251

(1)285.841

(2)(37.6625.125.13)(25)119.235(25)

4

C

r m T

r m p H kJ mol H C dT T T -∆=-⋅∆=

∑⋅=+⨯+⨯-=-⎰

燃烧反应是瞬间完成的，所以可以看成是绝热反应，

所以存在：119.235(25)285.8400119.235(25)285.8402422T T T C ο--=⇒-=⇒=

12

32222222122112111

11

4(273.152422)101.325104

34(273.1525)4305.312pV nRT V V n RT n RT n RT n p T

p n RT V V n T p kPa

==⨯+⨯⨯∴=====⨯+=

9、状态函数的基本特征为：函数的性质只决定于它现在所处的状态，而与其过去的历史无关。

热力学研究中采用的极重要的状态函数法的基础是：根据状态函数性质的改变多少只取决于体系的开始与终了状态，而与变化时所经历的途径无关。

10、当某一理想气体试样的真空容器中发生可逆恒温膨胀时，∆U=0 ，因为U 为状态函数，它的改变量只取决于体系的开始与终了状态，当∆T=0时，∆U=0。

而Q=W ≠0因为Q 与W 都是与变化过程有关的物理量，是过程函数，而非状态函数，当体系与环境发生相互作用时，而且∆U=0的情况下，根据热力学第一定律，Q=W=2

1

ln

V nRT V 11、可逆过程具有如下特点：

① 可逆过程是以无限小的变化方式进行的，整个过程由无穷多个近平衡态所构成； ② 用同样的方式、沿相同的途径使体系返回原态后，体系和环境都完全恢复原来的状态； ③ 就体积功而言，在等温可逆膨胀过程中体系对环境作最大功，在等温可逆压缩过程中，环境对体系作最小功。

在下列过程中，只有⑴过程为可逆过程，⑵⑶⑷过程均为不可逆过程。

12、虽然有H=U+PV 成立，但∆H=∆U+∆PV ，其中，∆PV 的值可能大于零，也有可能小于零，所以并不能从H=U+PV 就得出∆H 一定大于∆U 的结论。

13、答：在公式2

1

v U=n C T m T dT ⋅⎰

中，v C m ⋅已经包含了等容的条件，因此在运用该公式