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学第一定律及热化学部分习题课答案演示教学

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天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-热力学第一定律(圣才出

天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-热力学第一定律(圣才出

或
dU=δQ＋δW
2．焦耳实验 虽然焦耳实验的设计是不精确的，但是并不影响“理想气体的热力学能仅仅是温度的函 数”这一结论的正确性。
3．体积功的定义和计算 由于系统体积的变化而引起的系统与环境交换的能量称为体积功，其定义式为：
δW=－pambdV （1）气体向真空膨胀时，pamb=0，得出
W=0 （2）恒外压过程体积功
W= －pamb(V2－V1)= －pambΔV （3）对于理想气体恒压变温过程
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W= －pambΔV= －nRΔT
（4）可逆过程体积功
Wr
=
−
V2 V1
pambdV
（5）理想气体恒温可逆过程体积功
Wr
=−
V2 V1
pambdV
= nRT ln(V1
V2 ) = nRT ln( p2
p1)
（6）可逆相变体积功
W=－pdV
三、恒容热、恒压热及焓 1．恒容热（QV） 指系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热，它与过程的ΔU 在量值上相等。 而ΔU 只取决于始、末状态，故对一个微小的恒容且无非体积功的过程有如下关系：
=定值)、恒容过程(V=定值)、绝热(系统与环境之间无热交换)过程、循环过程等。
4．功 系统得到环境所作的功时，W＞0；系统对环境作功时，W＜0。功是途径函数，单位为 J。 （1）体积功（W）：系统因其体积发生变化反抗环境压力(pamb)而与环境交换的能量，
定义式为W = −pambdV ；
（2）非体积功（W ）：除了体积功以外的一切其他形式的功，如电功、表面功等。
焓为广度量，是状态函数，单位为 J。

复习课件热力学第一定律、第二定律习题课.ppt

复习课件热力学第一定律、第二定律习题课.ppt

ln
V2 V1
18.314373 ln 100 25
4299.1J
• 2) p 0 W2 0
• 3)
p终
nRT V
1 8.314 373 100 0.001
31011pa
W3 p终V 31011(100 25)0.001 2325.8J
nRT
nRT
• 4) W4 Wa Wb paVa pbVb Va Va Vb Vb
.....
∵ Cp – CV=nR
20
• 例7.将常压下25 ℃、1 mol水，制成3 atm的饱和蒸汽， 计算此过程的 U及H 。蒸汽视为理想气体。
初态 1 mol水1 atm，298K
恒压升温
U, H
终态 1 mol水汽3 atm，T2
1 mol水1 atm，373K
恒温升压
平衡相变化
恒压升温
CVT 0 0
CVT CVT
nL－nRT
U=Q+W U=Q+W
H
0
CpT CpT
0 0 CpT CpT
nL
H=Qp Q-W电
8
• 例2.计算下列四个过程中，1 mol理想气体所做的膨胀功， 已知气体的始态体积为25 dm3，终态体积为100 dm3 ， 始态和终态温度均为100 ℃。
• (1)恒温可逆膨胀；
真空
空气 p V0 T0
空气 pT V
• 以箱和流入箱中的空气为体系。设当内外压力相等时， 有n摩尔空气进入箱内
• 在箱外的状态为： T0， p，V0
•
在箱内的状态为： T，.....p，V
19
• 空气由箱外被压入箱内，故环境对体系(进入箱中的空气)做了功， 因此箱是一绝热容器，故此过程是一绝热过程，有：

大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。

1.在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。

( )2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。

( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。

( )4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。

( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。

( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。

（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。

2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。

( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。

3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。

4. 在隔离系统内：( )。

( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。

5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。

( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。

6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。

( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。

7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)第二章练习1，填入1，根据系统与环境之间的能量和物质交换，系统可分为，，2，强度性质显示了体系的特征，与物质的量无关。

容量属性体现了系统的特征，它与物质的数量有关，具有性别。

3年，热力学平衡态同时达到四种平衡，即，，，4，系统状态改变称为进程常见的过程有、、、和，5.从统计热力学的观点来看，功的微观本质是热的微观本质6，每种气体的真空膨胀功w = 0.7，在绝热钢瓶内的化学反应△ u = 0.8，焓定义为2.真或假:1。

当系统的状态不变时，所有状态函数都有一定的值(√) 2。

当系统的状态改变时，所有状态函数的值也相应地改变。

(χ) 3。

因为=δH和=δU，所以和都是状态函数(χ)4，密闭系统在恒压过程中吸收的热量等于系统的焓(χ)误差只有当封闭系统不做非膨胀功等压过程δH = QP5且状态被给定时，状态函数才有固定值；在状态函数被确定之后，状态也被确定(√) 6。

热力学过程中的W值由具体过程(√)7和1摩尔理想气体从同一初始状态经过不同的循环路径后返回初始状态决定，其热力学能量保持不变(√) 3。

单一主题1。

系统中的以下几组物理量都是状态函数:(C) A，T，P，V，Q B，M，W，P，H C，T，P，V，N，D，T，P，U，W2，对于内能是系统的单值函数的概念，误解是(C)系统A处于某一状态，某一内能B对应于某一状态，内能只能有一个值，不能有两个以上的值c的状态改变，内部能量也必须随着对应于内部能量值的d而改变。

可以有多种状态3以下语句不具有状态函数的特征:(d)当系统A的状态确定后状态函数值也确定时，状态函数值的变化值只由系统C的恒定状态通过循环过程来确定。

状态函数值是常数。

D态函数的可加性为4。

在下面的描述中正确的是(a)A物体的温度越高，它的内能越大，B物体的温度越高，它包含的热量越多。

当系统温度升高时，一定是它吸收了热量。

当系统温度恒定时，解释它既不吸热也不放热。

物理化学-02章_热力学第一定律

物理化学-02章_热力学第一定律
定律延伸：任一热力学均相体系，在平衡态各自存 在一个称之为温度的状态函数，对所有达到热平衡 的均相体系，其温度相同。
温标：a）摄氏温标，以水为基准物，规定水的凝 固为零点，水的沸点与冰点间距离的1/100为1℃。
热力学第零定律
b）理想气体温标 以低压气体为基准物质，规定水 的三相点为273.16 K，温度计中低压气体的压强为P ，则恒容时，任意其它压力时的温度为
§2.0 热力学概论
热力学方法特点和局限性
• 热力学方法是一种演绎的方法，结合经验所 得的基本定律进行演绎推理，指明宏观对象的 性质、变化方向和限度。
• 研究对象是大数量分子的集合体，研究宏 观性质，所得结论具有统计意义。
• 只考虑平衡问题，考虑变化前后的净结果， 但不考虑物质的微观结构和反应机理。
状态函数的特性可描述为： 异途同归，值变相等；
人的状态，变化，性质。
周而复始，数值还原。
状态函数在数学上具有全微分的性质。
状态函数的特性
（1）体系的状态确定，则状态函数也就确定了， 状态变化，状态函数也随着变化。
（2）状态函数的改变值只与始终态有关，与变 化途径无关。如果进行了一个微小的变化，可以 用数学的全微分表示状态函数的微小的变化：如 dp、dT。
（3）隔离体系（isolated system）
有时把体系和影响所及的环境一起作为孤立体
系来考虑。
大环境
无物质交换
孤立体系(2)
Siso Ssys Ssur
无能量交换
体系分类
若以体系中存在的物质种类或均匀的物质部分 数为分类依据，热力学体系还有：
单组分和多组分体系，如水和水溶液。
单相和复相体系/均相和多相体系， 体系中只 含一个均匀的物质部分称为单相体系，含有二个以 上均匀物质部分的体系称复相体系。如水和冰。

7.1习题试讲(热一定律习题课续)(CCTalk 哈哥物化)

7.1习题试讲(热一定律习题课续)(CCTalk 哈哥物化)

试讲二习题课续（热力学第一定律）2019.7.108:30-CCTalk哈哥物化氧弹量热器大气环境昆明(1)步骤(1)中，整个实验装置的ΔU 。

(2)步骤(3)中，整个实验装置的ΔU 。

(3)由最初状态的反应物变成同温度下最终产物的Δr U(4) 求乙酸乙酯的摩尔燃烧焓(A)ΔU=0(B)ΔU= 43180 J(C)Δr U= -33084 J(D)Δr U m=2243 kJ氧弹量热器大气环境昆明(华南理工，2009)在一个装有理想活塞的气缸中，含有温度为100℃，压力为140 kPa的理想气体混合物，其中n(N2)=8.1228mol，n(H2O,g)=9.9279mol。

今将该气体混合物等温100℃，可逆压缩到总压为201.325kPa的终态，(1)求这时有多少摩尔的水凝结？(2)求此过程的ΔH，ΔU，W，Q，ΔS，ΔG及ΔA各为多少？已知100℃，101.325kPa下水的摩尔汽化焓Δvap H m=40.67kJ·mol-1，终态时V(H2O,l)与V(H2O,g)相比较V(H2O,l)可忽略不计，且不考虑N2在水中的溶解。

解：(1)假设不凝结，则末态水蒸气分压>101.325kPa，不合理，所以气液共存（此步不可省略）。

pH2O(g)=101.325kPa，p N2=100kPan N2/p N2=n H2O(g)/p H2O(g),n H2O(g)=8.2304mol n H2O(l)=1.6975mol(2)N2,63 kPa,8.1228 mol N2,100 kPa,8.1228 molH2O(g),77 kPa 9.9279 mol101.325 kPa, H2O(g), 8.2304 molH2O(l), 1.6975 molH2O(g),101.325 kPa9.9279 mol•ΔH = -69.04 kJ ΔU = -63.77 kJ•ΔS N2= -31.20 J·K -1，ΔS H2O = -22.66 + (-185.01) = -207.67 J·K-1•ΔS = -238.87J·K -1•ΔA =ΔU –T ΔS = 25.36 kJ•ΔG = ΔH –T ΔS = 30.63 kJ•W =ΔA = 25.36kJ•Q = -89.13 kJ N 2,63 kPa,8.1228 molN 2,100 kPa,8.1228 mol H 2O(g),77 kPa9.9279 mol 101.325 kPa, H 2O(g), 8.2304 molH 2O(l), 1.6975 molH 2O(g),101.325 kPa9.9279 mol一个失败的路径设计：设计者缺乏“分压”的概念。

物理化学课件及考试习题 试卷 答案第一次习题课 (热力学第一定律、第二定律).共24页文档

物理化学课件及考试习题 试卷 答案第 一次习题课 (热力学第一定律、第二定
律).
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。

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7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克

（完整版）《物理化学》第二章热力学第一定律练习题（含答案）

（完整版）《物理化学》第⼆章热⼒学第⼀定律练习题（含答案）第⼆章练习题⼀、填空题1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。

2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量⽆关。

容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。

3、热⼒学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。

4、体系状态发⽣变化的称为过程。

常见的过程有、、、、。

5、从统计热⼒学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。

6、⽓体各真空膨胀膨胀功W= 07、在绝热钢瓶中化学反应△U= 08、焓的定义式为。

⼆、判断题（说法对否）：1、当体系的状态⼀定时，所有的状态函数都有⼀定的数值。

（√）2、当体系的状态发⽣变化时，所有的状态函数的数值也随之发⽣变化。

（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。

（χ）4、封闭系统在压⼒恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

（χ）错。

只有封闭系统不做⾮膨胀功等压过程ΔH=Q P5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。

（√）6、热⼒学过程中W的值应由具体过程决定( √ )7、1mol理想⽓体从同⼀始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热⼒学能不变。

( √ )三、单选题1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ）A 、T、P、V、QB 、m、W、P、HC、T、P、V、n、D、T、P、U、W2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ）A体系处于⼀定的状态，具有⼀定的内能B对应于某⼀状态，内能只能有⼀数值不能有两个以上的数值C状态发⽣变化，内能也⼀定跟着变化D对应于⼀个内能值，可以有多个状态3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ）A体系状态确定后，状态函数的值也确定B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定C经循环过程，状态函数的值不变D状态函数均有加和性4、下列叙述中正确的是（ A ）A物体温度越⾼，说明其内能越⼤B物体温度越⾼，说明其所含热量越多C凡体系温度升⾼，就肯定是它吸收了热D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热5、下列哪⼀种说法错误（ D ）A焓是定义的⼀种具有能量量纲的热⼒学量B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等C焓是状态函数D焓是体系能与环境能进⾏热交换的能量6、热⼒学第⼀定律仅适⽤于什么途径（A）A同⼀过程的任何途径B同⼀过程的可逆途径C同⼀过程的不可逆途径D不同过程的任何途径7. 如图，将CuSO4⽔溶液置于绝热箱中,插⼊两个铜电极，以蓄电池为电源进⾏电解，可以看作封闭系统的是（A）(A) 绝热箱中所有物质； (B) 两个铜电极；(C) 蓄电池和铜电极；(D) CuSO4⽔溶液。

物理化学课件及考试习题 试卷 答案第一次习题课 (热力学第一定律、第二定律).

ΔH＝nCP,m(T2－T1)＝1×2.5×8.314 × (234.2－298.2)
＝－1329 J
3. 乙醇的燃烧反应为： C2 H 5OH (l ) 3O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 3H 2O(l )。已知在298K 时乙醇的标准摩尔燃烧焓为―1366.91 kJ m ol1，试计算298K时乙醇的 标准摩尔生成焓。已知298K时 CO2 ( g ) 和 H 2O(l ) 的的标准摩尔生成焓分
绝热可逆膨胀
1mol单原子理想气体 P2=101.3 kPa T2=？，V2＝11.95 dm3
反抗恒外压绝热不可逆膨胀
1mol单原子理想气体 P1=101.3 kPa T3=？,V2＝11.95 dm3
（1）对绝热可逆膨胀过程，由热力学第一定律及过程特征有：
(P1)1- γ(T1) γ ＝(P1) 1-γ (T2) γ 据此可解出T2＝145.6K。 W＝ΔU＝nCv,m(T2－T1)＝1×1.5×8.314×(145.6－298.2)＝－1903 J Q＝0 ΔH＝nCP,m(T2－T1)＝1×2.5×8.314×(145.6－298.2)＝－3172 J
(2) 对反抗恒外压的绝热不可逆膨胀过程，根据 热力学第一定律及体积功的定义有：
W＝ΔU＝nCv,m(T2－T1)＝－Psur(V2－V1) ＝－ Psur(V2－V1) ＝－101.325(11.95－nRT1/P1)
＝－ 101.325(11.95－1×8.314×298.2/607.95)
＝－797.6 J T2＝T1－797.6/(1.5×8.314) ＝298.2－64.0 ＝234.2K
4. 2mol双原子理想气体从状态300K,150KPa先恒容 冷却使压力降至50KPa,再恒温可逆压缩至100KPa。 求整个过程的Q、W、 ΔU、 ΔH及ΔS。

物理化学 第二章 热力学第一定律 经典习题及答案


We = −∑ p外 ΔV = − p '(V '− V2 ) − p1(V1 − V ' ) = − p '× （ nRT nRT nRT nRT − ) − p1 × （ − ) p' p2 p1 p'
p' p = − nRT (1 − ) + (1 − 1 ) p2 p' 100 150 = − 2 × 8.314 × 300 × (1 − +1− ) = 7482.6 J 50 100
第二章 热力学第一定律
第一次作业
作业 1：始态 T =300 K ，p1 = 150 kPa 的某理想气体，n=2 mol，经过下述两不 同途径等温膨胀到同样的末态，其 p2 = 50 kPa 。求两途径的体积功。 a. 反抗 50kPa 的恒外压一次膨胀到末态。 b. 先反抗 100 kPa 的恒外压膨胀到中间平衡态，再反抗 末态。 c. 从末态经过 100 kPa 的恒外压压缩到中间平衡态,再次用 150kPa 恒外压下压缩 回到始态 . d. 从末态 150kPa 恒外压下压缩回到始态 e. 功在 p-V 等温线图的面积 50kPa 恒外压膨胀到
得，恒容下对温度的偏导数 ∂H ∂p ∂H ∂H ∂T = ∂T + ∂p ∂T V V p T
带入到原式中 ∂p ∂H ∂p ∂p ∂H ∴ C p,m − CV,m = − +Vm = − +V ∂T V ∂p T ∂p T ∂T V ∂T V
= − 2 × 8.314 × 300 × (1 −
b) n = 2mol 理想气体 T1 = 300 K n = 2mol n = 2mol
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精品文档 精品文档 第一章 热力学第一定律及热化学习题课答案 二、5. 有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔，当阀门打开时，大气(视为

理想气体)进入瓶内，此时瓶内气体温度将 (A)升高 (B)降低 (C)不变 (D)不确定

解答：选择进入瓶子内的所有空气为系统，始态在瓶子外，终态在瓶子内 始态：温度为0T，压力0p，体积为0V

终态：温度为T，压力为0p，体积为V (1) 系统变化为一绝热过程(不是绝热可逆) 所以，系统在整个过程中所做的功

0000

11

11WpVpVnRTnRT

(2) 环境推动系统进入瓶内为一恒外压过程。系统进入瓶内后则做真空膨胀，不做功。 所以，000WpVnRT

因此有： 0011nRTnRTnRT 则：0TT 应注意，该过程与焦耳实验过程是不一样的。前者选择进入绝热真空瓶的理想气体为系统，过程中系统吸收了环境的功00pV，膨胀前后压力相等，因此终态温度升高

0TT(1)。而在焦耳实验中，选择进入真空容器前的理想气体为系统，膨胀过程中系

统没有做功，膨胀前后压力不同，实验证明温度不变。因此，这两个实验貌似相同，实质是不同的。

三、 简答题

1．1 mol单原子理想气体始态为273 K、θp，经下列过程 (a) 定容升温1K (b) 定温压缩至体积缩减一半 (c) 定压升温10K (d) 绝热可逆压缩至体积减一半 上述四个过程哪一个终态压力最大？哪一个终态压力最小？哪一个终态温度最高？哪一个最低？

解答： 精品文档 精品文档 θθ122

2

12

274273274273ppppappRTRT定容升温：

θθ1

2112221

2

22VbpppVpVpppV

θ

22283KcppT

11111222212112210.6711212θ1112221212273(2)434K()3.04rrrrrrrdpVnRTpVnRTpVnRTTVTVTVTVVpVpVpppV





 2. 理想气体从相同始态分别绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的终

态压力，则两者终态温度、体积及过程的焓变相同吗？ 解答： 都不一样，这两个过程的终态不是同一个状态

3. 请证明对于理想气体m()VppCUVR。

证明：理想气体：

,dd()()VpVpVmVUCTUTppCCCVVnRR



4. 1 mol单原子理想气体，从273 K、2×θp经pT=常数的可逆途径压缩至压

力增加1倍的终态，则该过程的ΔU为多少？ 解答：理想气体：

θ2-1-1

d2732136.538.314(136.5273)JK1702.3JK2VVUCTCTpTCCpTKU



 精品文档 精品文档 5. 298 K、θp条件下的化学反应Zn(s) + H2SO4(aq)→ ZnSO4(aq) + H2(g)放热177.9 kJ，则过程的ΔH、ΔU、W、Q为多少？ 解答： 177.9kJ177.9kJ180kJ(180177.9)kJ2.1kJPpQHQUHnRTHRTWUQ

6. 理想气体自由膨胀过程中，先进入真空容器的气体会对剩下的气体产生压力，而且随着进入容器的气体量增大，压力将增大，剩下气体膨胀反抗的压力会更大，为什么理想气体自由膨胀的体积功还是零。

解答： 将进入真空容器前的理想气体定为系统，真空为环境。系统中一部分对另一部分的作用在热力学中不考虑。根据dWpV外，整个过程中0p外，因此体积功为零。

7. 对于理想气体，Q可写成下式 Q = CV dT + )(VnRTdV，其中CV只是T的函数，试证明δQ不是全微分，而TQ是全微分。 证明：利用数学上状态函数的特点：二阶导数与求导次序无关 1d()d00VVTVnRTQCTVVCVnRTnRVTVQ

理想气体：（）

不是全微分。 2dd00VVVTCQnRTVTTVCnRTVVTQT























为全微分。

四、 计算题 精品文档 精品文档 1. 2 mol双原子理想气体，始态为300 K，101.325 kPa，经下列各过程后压力降为原来一半，试求算各过程所做的功： (1) 向等体积的真空膨胀 (2) 反抗恒外压0.5101.325 kPa定温膨胀 (3) 定温可逆膨胀 (4) 绝热可逆膨胀 (5) 绝热对抗恒外压0.5101.325 kPa膨胀

(6) 沿着0.5pV常数的可逆多方过程

解答： (1) 向真空膨胀，0p外，0WpdV外

(2) 反抗恒外压，21()WpVpVV外外

21()21(28.314300) J222494 JnRTnRTnRTpnRTppnRT

2

(3) 理想气体定温可逆膨胀，21 VVnRTWpdVdVV 2112lnln101.325(28.314300ln) J0.51013253457.7 JVpnRTnRTVp





(4) 理想气体绝热可逆膨胀，对于双原子理想气体：1.4 绝热可逆过程方程： 11112112221111.411.4212,(3002)K246.1 KpTpTpTpTpTTp











12,12()()5[28.314(300246.1)]J2240.6 J2VVmWCTTnCTT

提示：这里同样可以利用公式12()1nRWTT来计算理想气体绝热可逆过程的功。 精品文档 精品文档 (5) 理想气体绝热对抗恒外压膨胀，这是一个绝热不可逆膨胀过程，因此注意不能使用绝热可逆的过程方程来求算终态的物理量, , pVT。在这种情况下需要根据绝热和恒外压过程功的公式来求： 绝热过程：,m12()VWnCTT

恒外压过程：2121221()()nRTnRTWpVVppp外

联立两个方程则：21,m12221()()VnRTnRTnCTTppp 解得：2257.1 KT 则：,m125()[28.314(300257.1)]J1783.4 J2VWnCTT (6) 理想气体的可逆多方过程：根据公式WpdV很容易证明对于理想气体沿着pV常数的可逆多方过程的功的计算公式为：

12()1nRWTT

终态温度2T可利用过程方程和理想气体的状态方程联立解出：

0.50.51122pVpV

，122,pp 214VV

又因为 111222pVTpVT 所以 2221111(3004)K600 K2pVTTpV 则 28.314[(300600)]J9977 J0.51W 2. 1 mol水在373 K, 101325 Pa下全部蒸发为水蒸气，求该过程的,,,WQUH。已知水的汽化热为-140.7 kJmol。(2)若1 mol水在

373 K, 101325 Pa下向真空蒸发，成为同温、同压的水蒸气，结果如何？(水蒸气可视为理想气体)。 解答： 精品文档 精品文档 (1) 该过程是在定温、定压下进行相变，且只做体积功： 40.7 kJpHQ

glgd()(8.314373) J3100 JWpVpVVpVRT外外外

(40.73.1) kJ37.6 kJpUQW

(2) 该相变过程是向真空进行，为不可逆相变，0p外， 因此：0W 由于过程(1)和(2)的始、终态相同，因此,UH的值应相同：

37.6 kJ,40.7 kJUH 则：37.6 kJQUWU 本题应注意pHQ的条件。

3. 已知298 K，101.3 kPa时，液态丙烯腈(CH2=CH-CN)，石墨和H2(g)的cmH分别为-1756.9，-392.9，-285.5 kJ mol-1，气态氰化氢和乙炔的fmH分别为129.6及226.6 kJ mol-1，在101.3 kPa下，液态丙烯腈的沸点为351.7 K。298 K时其蒸发热为32.8 kJ mol-1，求298 K及101.3 kPa下反应C2H2(g) + HCN(g) →

CH2=CH-CN(g)的θmrH。

解答： 可以将已知和所求的数据表示为以下关系图

rm222

CHgHCNgCHCHCNgH

rm(1)H 1m32.8 kJmolH 2CHCHCNl

可以看出，如果求出rm(1)H，则可以根据盖斯定律求出rmH。rm(1)H的求法则可以根据题中所给的条件求出：

222313CH()NCHCHCN(l)22g

该反应的反应热是液态2CHCHCNl的生成热：