热力学第一定律题目已做

1、精品文档 . （第一章） 热力学基本定律练习题 1-1 0.1kg C6H6(l)在Op，沸点353.35K下蒸发，已知mglH?(C6H6) =30.80 kJ mol-1。试计算此过程Q，W，U和H值。 解：等温等压相变 。n/mol =100/78 , H = Q = n mglH?= 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , U =Q+W=35.7 kJ 1-2 设一礼堂的体积是1000m3，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Cp,m为29.29 J K-1 mol-1。) 理想气体等压升温（n变）

2、。TnCQpdm,? ,?300290m,dRTTpVCQp=1.2107 J 1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压Op绝热膨胀到Op。计算该过程的Q、W、U和H。(Cp ,m=2.5 R) 解：理想气体绝热不可逆膨胀Q0 。UW ，即 nCV,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2 , V1= nRT1/ p1 ，求出T2=384K。 UWnCV,m(T2-T1)-5.39kJ ，HnCp,m(T2-T1)-8.98 kJ 1-4 在298.15K，6101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为O

3、p，若为；(1)可逆膨胀 (2)对抗恒外压Op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=2.5 R)。 解：(1)绝热可逆膨胀:=5/3 , 过程方程 p11-T1= p21-T2, T2=145.6 K , UWnCV,m(T2-T1)-1.9 kJ , HnCp,m(T2-T1)-3.17kJ (2)对抗恒外压Op膨胀 ,利用UW ，即 nCV,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。 同理，UW-1.24kJ，H-2.07kJ。 1-5 1 mol水在100，Op下变成同温同压下的水蒸气(视

4、水蒸气为理想气体)，然后等温可逆膨胀到0.5Op，计算全过程的U，H。已知gl?Hm(H2 O , 373.15K, Op)= 40.67kJ mol-1 。 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U，H均为零。 Hgl?Hm= 40.67kJ ，U=H (pV) = 37.57kJ 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U，H均为零。 Hgl?Hm= 40.67kJ ，U=H (pV) = 37.57kJ 1-6 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5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度下降21K。能否判断容器中是何种气体?(

5、若设单原子气体的CV, m = 1.5R，双原子气体的CV ,m=2.5R). 解：绝热可逆膨胀: T2=277 K , 过程方程 T1V1-1= T2V2-1, 求出=7/5 , 容器中是N2. 1-7 1mol单原子理想气体(CV,m=1.5R )，温度为273K，体积为22.4dm3，经由A途径变化到温度为546K、体积仍为22.4dm3；再经由B途径变化到温度为546K、体积为44.8dm3；最后经由C途径使系统回到其初态。试求出： 精品文档 . (1)各状态下的气体压力； (2)系统经由各途径时的Q，W，U，H值； (3)该循环过程的Q, W，U，H。 解： A途径: 等容升温 ，B

6、途径等温膨胀，C途径等压降温。 (1) p1=Op, p2=2Op, p3 = Op (2) 理想气体: UnCV,mT, HnCp,mT . A途径, W=0, Q=U ,所以Q,W,U,H分别等于3.40 kJ , 0 , 3.40 kJ , 5.67 kJ B途径,UH=0,Q=-W,所以Q,W,U,H分别等于3.15 kJ , -3.15 kJ , 0 , 0 ; C途径, W=-pV, Q=UW, 所以Q,W,U,H分别等于-5.67 kJ , 2.27 kJ , -3.40 kJ , -5.67 kJ (3)循环过程U=H=0 ,Q = -W= 3.40+3.15+(-5.67)=

7、 0.88 kJ 1-8 2mol某双原子分子理想气体,始态为202.65kPa,11.2dm3,经 pT=常数的可逆过程,压缩到终态为405.20kPa.求终态的体积V2温度T2及 W,U,H.( Cp ,m=3.5 R). p1T1= p2T2 , T1=136.5K求出T2=68.3K,V2=2.8dm3, UnCV,mT=-2.84kJ,HnCp,mT=-3.97kJ , W = -2nRdT , W= -2nRT=2.27 kJ 1-9 2mol,101.33kPa,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101.33kPa,37

8、3K的H2O(g)(视H2O(g)为理想气体)求此过程的Q,W,U,H;若此蒸发过程在常压下进行,则Q,W,U,H的值各为多少?已知水的蒸发热在373K, 101.33kPa时为40.66kJmol1。 解：101.33kPa , 373K H2O(l)H2O(g) (1)等温等压可逆相变, H=Q=ngl?Hm= 81.3kJ , W= -nR T=-6.2kJ, ,U=Q+W=75.1kJ (2)向真空蒸发W=0, 初、终态相同H=81.3kJ，,U =75.1kJ，Q =U 75.1kJ 1-10将373K,50650Pa的水蒸气0.300m3等温恒外压压缩到101.325kPa(此时仍全为水气),后继续在101.325kPa恒温压缩到体积为30.0dm3时为止,(此时有一部分水蒸气凝聚成水).试计算此过程的Q,U,H.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2259 Jg1。. 解：此过程可以看作：n= 4.9mol理想