物理化学核心教程课后答案删减版(安全工程)

1、第 二 章 热力学第一定律物理化学核心教程（第二版）参考答案第 二 章 热力学第一定律一、思考题1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。（2）状态改变后，状态函数一定都改变。答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。（3）因为U=QV，H=Qp，所以QV，Qp 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？答：是对的。DU，DH 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与QV，Qp的数值相等，所以QV，Qp不是状态函数。（4）根据热

2、力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。答：是错的。根据热力学第一定律，它不仅说明热力学能（U）、热（Q）和功（W）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。（5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时H=Qp=0答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即Wf0，所以HQp。（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q1，焓变为H1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q2，焓变为H2，则H1=H2。

3、答：是对的。Q是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q值不同，焓（H）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值DH1和DH2相等。2 . 回答下列问题，并说明原因（1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？答？不能。热机效率是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。但可逆热机循环一周是一个缓慢的过程，所需时间是无限长。又由可推出v无限小。因此用可逆热机牵引火车的做法是不实际的，不能增加火车的速度，只会降低。（2）Zn与盐酸发生反应，分别在敞口和密闭容器中进行，哪一种情况放热更多？答：在密闭容器中进行的反应放热多。在热化

4、学中有Qp = QV+ ng（RT），而Zn（s）+ H2SO4（aq）= Zn SO4 （aq）+ H2（g）的ng =1，又因该反应为放热反应Qp 、 QV的值均为负值，所以QVQp。（3）在一个导热材料制成的圆筒中装有压缩气体，圆筒中的温度与环境达成平衡。如果突然打开圆筒，是气体冲出去，当压力与外界相等时，立即盖上筒盖。过一段时间，筒中气体的压力有何变化？答：筒内压力变化过程：当压缩气体冲出，在绝热可逆过程有，当气体的压力与外界相等时，筒中温度降低。立即盖上筒盖，过一会儿，系统与环境的温度完全相等，筒内温度上升，则压力也升高，即大于环境的标准大气压。（4）在装有催化剂的合成氨反应室中，N

5、2（g）与H2（g）的物质的量的比为1:3，反应方程式为，N2（g）+ H2（g）N H3（g）。在温度为T1和T2的条件下，实验测定放出的热量分别为Qp（T1）和Qp（T2）.但是用Kirchhoff定律计算时计算结果与实验值不符，试解释原因。答：r，rHm实际是指按所给反应式，进行=1mol反应时的焓变，实验测得的数值是反应达到平衡时发出的热量，此时 0 范氐气体分子间有引力。体积增大分子间势能增加，为了保持温度不变，必须从环境吸热。 DU 0 因为从环境所吸的热使系统的热力学能增加。 DH 0 根据焓的定义式可判断，系统的热力学能增加，焓值也增加。（3）W 0 放出的氢气推动活塞，系统克

6、服外压对环境作功。Q 0 反应是放热反应。DU 0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。DH 0 因为是在绝热刚瓶中发生的放热反应，气体分子数没有减少， 钢瓶内温度升高，压力也增高，根据焓的定义式可判断焓值是增加的。（5）W 0 常温、常压下水结成冰，体积变大，系统克服外压对环境作功。Q 0 水结成冰是放热过程。DU 0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。DH 0 因为这是等压相变，DH = Qp 。 6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这

7、四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。7. 一定量的水，从海洋蒸发变为云，云在高山上变为雨、雪，并凝结成冰。冰、雪熔化变成水流入江河，最后流入大海，一定量的水又回到始态。问历经整个循环，水的热力学能和焓的变化是多少?答：水的热力学能和焓的变化值都为零。因为热力学能和焓是状态函数，不论经过怎样的循环，其值都保持不变。这就是：周而复始，数值还原。8. 298 K，101.3 kPa压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是不可逆过程，试将它设计成可逆过程。答：可逆过程（1）：绕

8、到沸点或可逆过程（2）：绕到饱和蒸气压二、概念题题号12345678选项DCBAADCC题号910111213141516选项BBABCCDB1. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解：（1）状态一定，热力学能也一定 （2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 （3）对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变其中都正确的是（ ）。（A）（1），（2） （B）（3），（4） （C）（2），（4） （D）（1），（3） 答：（D） 热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。2. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒

9、外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将（ ）。（A）不变 （B）升高 （C）降低 （D）无法判定 答：（C）气体膨胀对外作功，热力学能下降。3. 有一真空钢筒，将阀门打开时，大气（视为理想气体）冲入瓶内，此时瓶内气体的温度将（ ）。（A）不变 （B）升高 （C）降低 （D）无法判定 答：（B）大气对系统作功，热力学能升高。4. 1 mol 373 K、标准压力下的水分别经历：（1）等温、等压可逆蒸发；（2）真空蒸发，变成373 K、标准压力下的水气。这两个过程中功和热的关系为（ ）。（A）W 1 Q 2 （B） W 1 W 2、Q 1 W 2、Q 1 0，H 0 （B）U = 0 ，H = 0

10、（C）U 0，H Q2 ，最后温度只能是0 C，得到冰水混合物。 得 故最后水的质量为： (100+62.74) g = 162.74 g 5. 1mol理想气体在122K等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa，从10dm3膨胀的终态100 dm3，试计算Q、W和U、H。解：该过程是理想气体等温过程，故 U =H = 0 W = -peV= -pe(V2V1) W = -10.15103（100.0-10）10-3 = -913.5J根据热力学第一定律：U= W Q，即有：Q= UW = 0 -（-913.5）= 913.5J6. 1 mol单原子分子理想气体，初始状态为298 K，100

11、 kPa，经历U = 0的可逆变化后，体积为初始状态的2倍。请计算Q，W和H。 解：因为U=0，对于理想气体的物理变化过程，热力学能不变，则温度也不变，所以T=0，H=0 7. 判断以下各过程中Q，W，U，H是否为零？若不为零，能否判断是大于零还是小于零？ （1）理想气体恒温可逆膨胀 （2）理想气体节流（绝热等压）膨胀 （3）理想气体绝热、反抗恒外压膨胀 （4）1mol 实际气体恒容升温 （5）在绝热恒容容器中，H2（g）与 Cl2（g）生成 HCl（g）理想气体反应 解：（1）理想气体恒温可逆膨胀， （2）理想气体节流膨胀，因为温度不变， 所以 。节流过程是绝热过程， ，故 。 （3）绝热、

12、恒外压膨胀，系统对外作功 ，（4）恒容升温，温度升高，热力学能也增加，故。温度升高，压力也升高， 。 （5）绝热恒容的容器，。这是个气体分子数不变的反应，放热反应，温度升高。8. 设有300 K的1 mol理想气体作等温膨胀，起始压力为1500kPa ，终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q，W，DU和 DH。 解：该过程是理想气体等温过程，故 U =H = 0 始态体积 V1为： 9. 在300 K时，4 g Ar（g）（可视为理想气体，其摩尔质量MAr=39.95 gmol-1），压力为506.6 kPa。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。（1）等温为

13、可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6 kPa。试分别计算两种过程的Q，W，U和H。 解：（1）理想气体的可逆过程， ，4 g Ar的物质的量为： （2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即 10. 在573 K时，将1 mol Ne（可视为理想气体）从1000 KPa经绝热可逆膨胀到100 kPa。求Q、W、U和H。解法1： 因该过程为绝热可逆过程，故Q=0。 ，则又 ，则 = = 228K 解法2： 可得： 11. 有1 m3的单原子分子的理想气体，始态为273 K，1000kPa。现分别经（1）等温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀；（3）绝热等外压膨胀，到

14、达相同的终态压力100 kPa。请分别计算终态温度T2、终态体积V2和所做的功。解：（1）理想气体的等温可逆膨胀过程，pV=常数，则有：T2=T1=273K W = -= - W = -440.588.314273= -2302.6kJ（2）绝热可逆膨胀， Q=0，则有U= W。，则又 ，则 = = 108.6KW =U = nCV,m( T2 T1) = 440.588.314( 108.6 273) = -903.3 kJ（3）绝热恒外压膨胀， Q=0，则有U= W。即 -pe(V2V1) = nCV,m( T2 T1) - () = nCV,m( T2 T1) 则有：- () = ( T

15、2 T1)- () = ( T2 273) T2 =174.7KW =U = nCV,m( T2 T1) = 440.588.314( 174.7 273) = -540.1 kJ 12.在373K和101.325kPa时，有1molH2O（l）可逆蒸发成同温、同压的H2O（g），已知H2O（l）的摩尔气化焓vapHm=40.66kJmol-1。（1）试计算该过程的Q、W、vapUm，可以忽略液态水的体积；（2）比较vapHm与vapUm的大小，并说明原因解：H2O（373K，101.325kPa，l） H2O（373K，101.325kPa，g）（1）由于是同温同压下的可逆向变化，则有：Q

16、p=H = nvapHm = 140.66 = 40.66kJW = -pe(V2V1) = -p(VgV1) -pVg = -ngRT = -18.314373 = -3.10 kJ Hm =Um + ng（RT） vapUm = vapHm vg（RT）= 40.66 3.10= 37.56 kJ mol-1（2）vapHm vapUm 等温等压条件下系统膨胀导致系统对环境做功。13. 300 K时，将1.53 mol Zn溶于过量稀盐酸中。反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行。哪种情况放热较多？多出多少? 解：在开口烧杯中进行时热效应为Qp。在密封容器中进行时热效应为QV。后者因不做膨胀

17、功故放热较多。 多出的部分为：14. 在373K和101.325kPa时，有1glH2O经（l）等温、等压可逆气化；（2）在恒温373K的真空箱中突然气化，都变为同温、同压的H2O（g）。分别计算两个过程的Q、W、U和H的值。已知水的气化热2259Jg-1，可以忽略液态水的体积。解：（1）水在同温同压条件下的蒸发Q p=H = mvapHm = 12259 = 2.26kJW = -pVg = -ngRT = =-8.314373 = -172.3JU = Q + W = 2259 172.3 = 2.09 kJ（2）在真空箱中，pe = 0，故W = 0U、H 为状态函数，即只要最终状态相同

18、，则数值相等，即有：H = 2.26kJ U = Q =2.09 kJ15. 在298K时，有酯化反应，计算酯化反应的标准摩尔反应焓变。已知，。解： =16. 已知下列反应在标准压力和298 K时的反应焓为： （1）CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l） rHm（1）= - 870.3 kJmol-1（2）C（s）+O2（g）=CO2（g） rHm（2）= - 393.5 kJmol-1（3）H2（g）+O2（g）= H2O（l） rHm（3）= - 285.8 kJmol-1 试计算反应：（4）2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）的。 解：反

19、应 （4） = 2 （2）+ 2（3）-（1） 17. 298 K时，C2H5OH （l）的标准摩尔燃烧焓为 -1367 kJmol-1，CO2（g）和H2O（l） 的标准摩尔生成焓分别为-393.5 kJmol-1和 -285.8 kJmol-1，求 298 K 时，C2H5OH（l）的标准摩尔生成焓。 解： =2(393.5)+3(285.8)(1367) =277.4 18. 已知 298 K 时，CH4（g），CO2（g），H2O（l）的标准摩尔生成焓分别为 -74.8 kJmol-1，-393.5 kJmol-1和-285.8 kJmol-1，请求算298 K时CH4（g）的标准摩尔

20、燃烧焓。 解： (,g)=2(,l)+(,g)(,g) =2(285.8)+(393.5)(74.8) =890.3 19. 0.50 g 正庚烷在弹式量热计中燃烧，温度上升2.94 K。若弹式量热计本身及附件的热容为8.177kJK-1，请计算298 K 时正庚烷的标准摩尔燃烧焓。设量热计的平均温度为298 K，已知正庚烷的摩尔质量为 100.2 gmol-1。解： 0.5 g正庚烷燃烧后放出的恒容热为：=8.177 2.94 K=24.04 1 mol正庚烷燃烧的等容热为： 24.04 =4818 正庚烷的燃烧反应为： (l)+11(g)=7(g)+8(l) =4848 =+=4818 +

21、(711) 8.314 J298 K=4828 20. 在标准压力和298K时，H2（g）与O2（g）的反应为：H2（g）+ O2（g）= H2O（g）。设参与反应的物质均可作为理想气体处理，已知，它们的标准等压摩尔热容（设与温度无关）分别为，。试计算：298K时的标准摩尔反应焓变和热力学能变化；（2）498K时的标准摩尔反应焓变。解：（1） = -240.58（2） = = -241.82 + （33.58-28.82-0.529.36）（498-298）10-3= 243.8069第 三 章 热力学第二定律第三章 热力学第二定律一、思考题1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自

22、发的。这说法对吗？答： 前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢？答： 不矛盾。Claususe说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。而冷冻机系列，环境作了电功，却得到了热。热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。3. 能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs自由能最小？答：不能一概而论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。等温、等压、不作非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs自由能最小。4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到

23、达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算？答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗？ 答： 说法正确。根据Claususe不等式，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则。6. 相变过程的熵变可以用公式来计算，这种说法对吗？答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式来计算。7. 是否恒大于 ?答：对气体和绝大部分物质是如此。但有

24、例外，4摄氏度时的水，它的等于。8. 将压力为101.3 kPa，温度为268.2 K的过冷液体苯，凝固成同温、同压的固体苯。已知苯的凝固点温度为278.7 K，如何设计可逆过程？答：可以将苯等压可逆变温到苯的凝固点278.7 K：9. 下列过程中，Q ，W，U，H，S，G和A的数值哪些为零？哪些的绝对值相等？（1）理想气体真空膨胀；（2）实际气体绝热可逆膨胀；（3）水在冰点结成冰；（4）理想气体等温可逆膨胀；（5）H2（g）和O2（g）在绝热钢瓶中生成水；（6）等温等压且不做非膨胀功的条件下，下列化学反应达到平衡：H2（g）+ Cl2（g） 2HCl（g）答： （1）（2）（3）（4）（5）

25、（6）， 10. 298 K时，一个箱子的一边是1 mol N2 (100 kPa)，另一边是2 mol N2 (200 kPa )，中间用隔板分开。问298 K时抽去隔板后的熵变值如何计算？答：设想隔板可以活动，平衡时压力为150 kPa, = 0 =-1.41JK-111. 指出下列理想气体等温混合的熵变值。（1）（2）（3）答：（1） 因为气体的体积缩小了一半。（2） 因为理想气体不考虑分子自身的体积，两种气体的活动范围没有改变。（3） 因为气体的体积没有改变，仅是加和而已。12. 四个热力学基本公式适用的条件是什么？ 是否一定要可逆过程？答： 适用于组成不变的封闭体系、热力学平衡态、不

26、作非膨胀功的一切过程。不一定是可逆过程。因为公式推导时虽引进了可逆条件，但是由于都是状态函数，对于不可逆过程也可以设计可逆过程进行运算。二、概念题题号12345678选项CAB DBCDC题号910111213141516选项DDDAABBB1. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中系统的熵变S体及环境的熵变S环应为（ ）。（A）S体0，S环=0 （B）S体0，S环0 （D）S体0答：（C）理想气体等温膨胀，体积增加，熵增加，但要从环境吸热，故环境熵减少。2. 在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变（ ）。（A）大于零 （B）小于零 （C）等于零 （D

27、）不能确定答：（A）封闭系统绝热不可逆过程，熵增加。 3. H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程（ ）。（A）H = 0 （B）U = 0 （C）S = 0 （D）G = 0 答：（B）因为钢瓶恒容，并与外界无功和热的交换，所以能量守衡，U = 0。4. 在273.15 K和101 325 Pa条件下，水凝结为冰，判断系统的下列热力学量中何者一定为零（ ）。（A）U （B）H （C）S （D）G 答：（D）等温、等压、不作非膨胀功的可逆相变，Gibbs自由能不变。5. 一定量的理想气体向真空绝热膨胀，体积从变到，则熵变的计算公式为（ ）。（A）S=0 （B） （C） （D）无法计算 答：（B）

28、因为Q=0，W=0，即U=0，则体系温度不变，可设置为等温膨胀过程，QR=-WR= nRTln，即。6. 在 N2和 O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，系统的热力学函数变化值在下列结论中正确的是（ ）。（A）U = 0 （B）A = 0 （C）S = 0 （D）G = 0 答：（C）绝热可逆过程是衡熵过程，QR= 0 故S = 0 7. 单原子分子理想气体的CV, m =(3/2)R，温度由T1变到T2时，等压过程系统的熵变Sp与等容过程熵变SV之比是（ ）。 （A）1 : 1 （B）2 : 1 （C）3 : 5 （D）5 : 3 答：（D）相当于摩尔等压热容与摩尔等容热容之比。8. 110-

29、3 kg 水在 373 K，101325 Pa 的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为 U1，H1和 G1；现把 110-3 kg 的 H2O（温度、压力同上）放在恒 373 K 的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101325 Pa，这时热力学函数变量为U2，H2和 G2。问这两组热力学函数的关系为（ ）。（A）U1 U2，H1 H2，G1 G2 （B）U1 U2，H1 H2，G1 H2，G1= G2答：（C）系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。9. 298 K时，1 mol 理想气体等温可膨胀，压力从 1000 kPa变到100 kPa，

30、系统Gibbs自由能变化为多少（ ）。（A）0.04 kJ （B）-12.4 kJ （C）1.24 kJ （D）-5.70 kJ 答：（D）根据dG=Vdp-SdT ，即dG=Vdp。10. 对于不做非膨胀功的隔离系统，熵判据为（ ）。（A）(dS)T, U0 （B）(dS)p, U0 （C）(dS)U, p0 （D）(dS)U, V0答：（D）隔离系统的U，V不变。11. 甲苯在101.3kPa时的正常沸点为110，现将1mol甲苯放入与110的热源接触的真空容器中，控制容器的容积，使甲苯迅速气化为同温、同压的蒸汽。下列描述该过程的热力学变量正确的是（ ）。（A）vapU=0 （B）vapH

31、=0 （C）vapS=0 （D）vapG=0答：（D）因为GT，p=0，本过程的始态、终态与可逆相变化的始态、终态相同。12. 某气体的状态方程为pVm = RT +p，其中为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其热力学能（ ）。（A）不变 （B）增大 （C）减少 （D）不能确定 答：（A）状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变。 13. 封闭系统中，若某过程的，应满足的条件是（ ）。（A）等温、可逆过程 （B）等容、可逆过程（C）等温等压、可逆过程 （D）等温等容、可逆过程答：（A）这就是把Helmholtz自由能称为功函的原因。14. 热力学

32、第三定律也可以表示为（ ）。（A）在0 K时，任何晶体的熵等于零 （B）在0 K时，完整晶体的熵等于零（C）在0 时，任何晶体的熵等于零 （D）在0 时，任何完整晶体的熵等于零答：（B）完整晶体通常指只有一种排列方式，根据熵的本质可得到，在0K时，完整晶体的熵等于零。15. 纯H2O（l）在标准压力和正常温度时，等温、等压可逆气化，则（ ）。（A）vapU= vapH，vapA= vapG，vapS 0（B）vapU vapH，vapA 0（C）vapU vapH，vapA vapG，vapS 0（D）vapU vapH，vapA vapG，vapSTc=647K（2）Th =773KTc=6

33、47K，水蒸气处于超临界状态。2. 试计算以下过程的解S：（1）5mol双原子分子理想气体，在等容条件下由448K冷却到298K；（2）3mol单原子分子理想气体，在等压条件下由300K加热到600K。解：（1）双原子理想气体CV，m=，Cp，m= CV，m+R=等容条件下，W = 0，即有S= -42.4JK-1（2）单原子理想气体CV，m=，Cp，m= CV，m+R=等压条件下，即有S= 43.2JK-13. 某蛋白质在323K时变性，并达到平衡状态，即天然蛋白质变性蛋白质，已知该变性过程的摩尔焓变rHm = 29.288kJmol-1，求该反应的摩尔熵变rSm。解：等温等压条件下， Qp

34、=H，即有： rSm=90.67 JK-1mol-14. 1mol理想气体在等温下分别经历如下两个过程：（1）可逆膨胀过程；（2）向真空膨胀过程。终态体积都是始态的10倍。分别计算着两个过程的熵变。解：（1）理想气体等温可逆膨胀，即有：U=H=0 ，则有QR=-W= S1 =18.314ln10=19.14 JK-1（2）熵是状态函数，始态、终态一定，值不变。S2 =S1=19.14 JK-15. 有2mol单原子理想气体由始态500kPa、323K加热到终态1000kPa、3733K。试计算此气体的熵变。解：理想气体的p、V、T变化设置过程如下：2mol，500kPa，323K2mol，10

35、00kPa，373K2mol，1000kPa，323KSS1S2dT=0dp=0 理想气体等温可逆过程：即有：U=H=0 ，则有QR=-W= S1 =28.314ln= -11.52 JK-1理想气体等压可逆过程：S2=S2= =5.98 JK-1S = S1+S2 = -11.52+5.98 = -5.54 JK-16. 在600K时，有物质的量为nmol的单原子分子理想气体由始态100kPa、122dm3反抗50 kPa的外压，等温膨胀到50kPa。试计算：（1）U、H、终态体积V2以及如果过程是可逆过程的热QR和功WR；（2）如果过程是不可逆过程的热Q1和功W1；（3）Ssys、Ssur

36、和Siso。解：（1）理想气体等温可逆膨胀过程：即有：U=H=0。 p1V1= p2V2 QR=-WR= =8.46kJ（2）理想气体等温恒外压过程：U=H=0。Q1=-W1 = peV =pe（V2-V1）= 5010103（244-122）10-3 = 6.10 kJ（3）Ssys = 28.17JK-1Ssur = -20.33JK-1Siso = Ssys + Ssur = 28.17 -20.33 = 7.84JK-17. 有一绝热、具有固定体积的容器，中间用导热隔板将容器分为体积相同的两部分,分别充以 N2 (g) 和 O2 (g)，如下图。 N2，O2皆可视为理想气体，热容相同，

37、CV, m = (5/2)R。（1）求系统达到热平衡时的S；（2）热平衡后将隔板抽去，求系统的mixS。解：（1）首先要求出达到热平衡时的温度T 。因体积未变，又是绝热容器，故W = 0， Q = U =0 ，U = n1CV,m (T - T1) + n2CV,m (T - T2) = 0因两种气体的摩尔热容相同，得： (T-283 K) + (T-293 K) = 0 T = 288 K （2）达热平衡后抽去隔板, 两种气体的体积都扩大一倍。mixS = n1Rln2 + n2Rln2 = (n1+ n2) Rln2= (1+1)8.314ln2 =11.526 JK-1 8. 人体活动和生理过程是在恒压下做广义电功的过程。问1mol 葡萄糖