物理化学第二章习题解ppt课件

1、物理化学习题解 答魏 登 贵武汉理工大学理学院化学系p95 题题 2.5 2.5 始态为始态为25，200kPa的的5mol某理想气某理想气体，经体，经a，b两不同途径到达一样的末态。途径两不同途径到达一样的末态。途径a先经绝热膨胀到先经绝热膨胀到28.57，100kPa，该步骤，该步骤的功的功Wa 5.57kJ；再恒容加热到压力为；再恒容加热到压力为200kPa的末态，该步骤的热的末态，该步骤的热Qa 25.42kJ。途。途径径b为恒压加热过程。求途径为恒压加热过程。求途径b的的Wa和和Qa。p95 题题 2.5途径a1绝热途径a2 恒容途径b恒压解：题给途径可表示为,1,25.57kJ+2

2、5.42kJ=19.85kJaaaaUUUWQ p95 题题 2.5323/(5 8.314 244.58/100)dm101.678dmVnRTp)()(1212TTnRVVpWb2222/2489.16KTp VnRp TpTkJ94. 7)15.29816.498(314. 85kJ79.27)94. 7(85.19bbWUQp95 题题 2.73997.04kg m 2.7知水在25的密度 。求mol水H2O,l在25下：1压力从100kPa添加至200kPa时的H； 假设水的密度不随压力改动，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似以为与压力无关。2压力从100kPa添加至1MPa时的H。

3、p95 题题 2.7解:因水的摩尔热力学能近似以为与压力无关，故0U 由于假设水的密度不随压力改动，故以为此过程为恒容过程， 那么)()(12ppmpVpVUHJ8 . 110)100200(04.9971018 ) 1 (33HJ2 .1610)1001000(04.9971018 )2(33Hp95 题题 2.9 2.9 某理想气体某理想气体CV,m=5R/2。今有该气体。今有该气体5mol在恒压下温度降低在恒压下温度降低50 。求过程的。求过程的W、Q 、 U和和 H。5196JJ )50(255 m,RTCnUV解:由于理想气体，故J2757J )50(275 m,RTCnHpp95

4、题题 2.9由于过程恒压，故J2757HQJ2079J )2757(J5196QUWp95 题题 2.11 2.11 4mol某理想气体，某理想气体，Cp,m 5R/2。由始。由始态态100kPa，100dm3，先恒压加热使体积增大，先恒压加热使体积增大到到150 dm3，再恒容加热使压力增大到，再恒容加热使压力增大到150kPa，求过程的求过程的Q、W、U和和H。解:题给过程可表示为 4molp1100kPaV1100dm3T1？ 4molp2100kPaV2150dm3 4molp3150kPaV3150dm3T3？p95 题题 2.1111 1333/100 100/(4 8.3145)

5、K300.68K/150 150/(4 8.3145)K676.53KTpVnRTp VnRkJ75.18J )68.30053.676(235 m,RTCnUVkJ25.31J )68.30053.676(255 m,RTCnHp121213()100kPa(150 100)dm5.00kJWWWWp VV (18.755)kJ23.75kJQUW p97 题题 2.22 2.22 某双原子理想气体某双原子理想气体1mol从始态从始态350K，200kPa经过如下四个不同过程到达各自的平衡经过如下四个不同过程到达各自的平衡态，求各过程的功态，求各过程的功W。1恒温可逆膨胀到50kPa；2恒温

6、对抗50kPa恒外压不可逆膨胀；3绝热可逆膨胀到50kPa；4绝热对抗50kPa恒外压不可逆膨胀。 p97 题题 2.22解：21ln(/)1 8.3145 350 ln(50/200)J4.034kJWnRTpp (1)12212211)(ppnRTpVVpVpW2183JJ200501350314. 8112ppnRT(2)p97 题题 2.22(3) 该过程为绝热可逆过程，且4 . 12/R52/R7m,m,VpCC122111rrTpTp2235KT ,m58.3145 (235350)J22.379kJVWnCT UWp97 题题 2.22(4) 该过程为绝热恒外压过程UWTnCVp

7、Vm,)(2R5)(12122TTnVVp)(25)(121122TTTppT2275KT ,m58.3145 (275350)J21.559kJVWnCT p97 题题 2.23 2.23 5mol双原子理想气体从始态双原子理想气体从始态300K，200kPa，先恒温可逆膨胀到压力为，先恒温可逆膨胀到压力为50kPa，再，再绝热可逆紧缩到末态压力为绝热可逆紧缩到末态压力为200kPa。求末态温。求末态温度度T及整个过程的及整个过程的Q、W、U和和H。 5molp1200kPaT1300K 5molp250kPaT2300K 5molp3200kPaT3？解:题给过程可表示为 恒温可逆绝热可逆

8、p97 题题 2.23 解：由于过程2为理想气体的绝热可逆过程，且 ，故4 . 1113223TpTT3445.80KT kJ15.15J )00.30080.445(255 m,RTCnUVkJ21.21J )00.30080.445(275 m,RTCnHpJ )200/50(ln300314. 85ln12ppnRTWkJ29.17kJ15.15UUW2.14kJkJ)15.1529.17(WWWkJ29.17kJ)14. 2(15.15(WUQp97 题题 2.232.26 在带活塞的绝热气缸中有在带活塞的绝热气缸中有4.25mol的某的某固态物质固态物质A及及5mol某单原子理想气体

9、某单原子理想气体B，物，物质质A的的Cpm=24.454 Jmol-1K-1。始态温。始态温度度T1= 400K ，压力，压力p1= 200kPa。 今以气体今以气体B为系统，求可逆膨胀到为系统，求可逆膨胀到p2= 50kPa时，系统的时，系统的T2及过程的及过程的Q、W、U及及H。 p97 题题 2.26解：首先以A和B为系统。BA5mol,4.25molnn1212A(s)B(g)A(s)B(g)400K200kPa50kPaTTpp 可逆膨胀-1-1,m(A,s)24.454J molKpC,m(B,g)1.5VCR,m(B,g)2.5pCRp97 题题 2.26pdVWdUdUdUBA

10、0Q dTCndUVm)B(BBdTCndTCndUpmVm)A()A(AAAVTdVnpdVW/RBVTdVndTCndTCnVmVm/R)B()A(BBAVdVnTdTCnCnVmVm/R/)B()A(BBAp97 题题 2.2612B12BAlnRln)B()A(VVnTTCnCnVmVm2112B12BAlnRln)B()A(pTpTnTTCnCnVmVm2112B12BAlnlnRln)B()A(ppTTnTTCnCnVmVm21B12BBAlnRlnR)B()A(ppnTTnCnCnVmVmp97 题题 2.26代入知条件得1212lnln5ppTT即12512ppTT得到过程方程

11、式151ppTTK15.30312 . 0122TppTp97 题题 2.26再以B为系统B,m21-1-1(B)(B,g)()5mol 1.5 8.314 J molK(303.14400)K6.040kJVUUn CTT B,21-1-1( )( , )()5mol 2.5 8.3145J molK(303.14400)K10.067kJp mHH Bn CB g TT p97 题题 2.26A,m21-1-1( , )(A,s)()4.25mol 24.454J molK(303.14400)K10.067kJpQU A sn CTT (B,g)6.040kJ10.067kJ16.107

12、kJWUQ p97 题题 2.26或由 和 得pVnRT151ppTT411(/)VV T T451 1d( 4)dVVTTT22545111 11121 11B211-1-1d( /)( 4)d(4/)d4()4 52.5 8.3145J molK(303.14400)K16.107kJWp Vp T TVTTTpV TTn R TTmol p97 题题 2.26,m21B21B21B21B,m21(B,g)(B,g)()4()(1.54) ()2.5 ()(B,g)()(B)BVpQUWn CTTn R TTnR TTnR TTn CTTH p97 题题 2.26p98 题题 2.27 2.27 知水(H2O,l)在100的饱和蒸气压 p*=101.325kPa，在此温度、压力下水的蒸发焓 vapHm40.668kJm