物理化学第一定律PPT市公开课获奖课件

1、 1 mol水蒸气（HO，g）在100，101.325 kPa下所有凝结成液态水。求过程功。假设：相对于水蒸气体积，液态水体积能够忽略不计。2.2H2O(l)100 101.325kPaH2O (g) 100 101.325kPaW=p环(V2 V1) =p(V1)nRT =1 8.314 373.153102.4J10/10/1第1页第1页 始态为25， 200kPa5 mol理想气体, 经a,b两不同路径抵达相同末态。路径a先经绝热膨胀到 28.57 ，100kPa，步骤功Wa= 5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa末态,步骤热Qa= 25.42kJ。路径b为恒压加热过程。 求路径b

2、Wb及Qb。5 mol Pgp1 =200kPaT1 25 5 mol Pgp2 = 100kPaT2 -28.57 5 mol Pgp3 = 200kPaT3(1)绝热(2)恒容2.5路径b 恒压10/10/2第2页第2页5 mol Pgp1 =200kPaT1 25 5 mol Pgp2 = 100kPaT2 -28.57 5 mol Pgp3 = 200kPaT3(1)绝热(2)恒容T3 = 2T22 （273.1528.57）489.16 K UQaWa QbWbWb=p环(V3 V1) nR T =5 8.314 191.017940.3JQb（ QaWa）Wb =(25.425.5

3、7)+7.94 = 27.79 kJ路径b 恒压10/10/3第3页第3页 某抱负气体CVm =3/2R。今有该气体5mol在恒容下温度升高50 。求过程W, Q , U 及H . W = 02.85mol抱负气体T1V15mol抱负气体T2 = T1 + 50 V2 = V1 恒容Q = U = nCVm T =5 3/2R 50=3.118 103 J H = nCpm T = 5 5/2R 50= 5.196 103 J 10/10/4第4页第4页 4mol某抱负气体，Cp,m=7/2R。由始态100kPa, 100dm3 先恒压加热使体积增大到150dm3，再恒容加热使压力增大到150

4、kPa。求过程W, Q, U, 和 H. U n CV,m (T3 T1 ) = CV,m ( p3V3 p1V1) /R=18750J H n Cp,m (T3 T1 ) = Cp,m ( p3V3 p1V1) /R=31250JW =W1+ W2 =W1 =p2(V2 V1) = 100 103Pa (150100) 103m3 =5000JQ = U W = 18750 + 5000 = 23750J2.11第四版 4 mol Pgp1 =100kPaV1 = 100dm34 mol Pgp2 = 100kPaV2 = 150dm34 mol Pgp3 = 150kPaV2 = 150d

5、m3 3(1)恒压(2)恒容10/10/5第5页第5页解法210/10/6第6页第6页10/10/7第7页第7页 1mol某抱负气体于27，101.325kPa始态下, 先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至97，250.00kPa。求过程W, Q, U, H。已知气体CV,m=20.92 JmolK-1 。2.11第五版 1mol PgT1 =300Kp1 = 101.325kPa1 mol Pg T2 = T1=300Kp2 =1 mol PgT3 = 370Kp3 = 250.00kPa(1)恒温(2)恒容10/10/8第8页第8页 U n CV,m (T3 T1 ) = 20.9

6、2 ( 370300)=1464J Hn Cp,m (T3 T1 ) =（20.92+8.314）( 370300)=2046Jp2 = p3 T2 / T3 = 250 300/ 370= 202.70kPaW =W1+ W2 =W1 =p2(V2 V1) = nRT (1 p2 / p1) = 8.314 300 (1 202.70/ 101.325) = 2496 JQ = U W = 1464 2496 = 1032J1mol PgT1 =300Kp1 = 101.325kPa1 mol Pg T2 = T1=300Kp2 =1 mol PgT3 = 370Kp3 = 250.00kP

7、a(1)恒温(2)恒容10/10/9第9页第9页 容积为0.1m3恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ，4molAr(g)及150 ，2molCu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度及过程 H.已知： Ar(g)和Cu(s)摩尔定压热容 Cp,m分别为20.786 JmolK1及24.435 JmolK1 ，且假设均不随温度而变。Q =0， W =0， U 0U U Ar(g)+ UCu(s) =0U n CV,m Ar(g)(T T1 )+ n Cp,m Cu(s) (T T2) = 0T = 347.38 K H = n Cp,m Ar(g)(T T1 )+ n C

8、p,m Cu(s) (T T2) =2469J2.15 10/10/10第10页第10页 已知水在100 ，101.325 kPa下摩尔蒸发焓 vapHm = 40.668 kJmol-1 ，试分别计算下列过程Q ,W, U及 H。（1）在100 ，101.325 kPa下，1kg水蒸发为水蒸汽；（2）在恒定100 真空容器中， 1kg水所有蒸发为水蒸汽，并且水蒸汽压力正好为101.325 kPa。2.21 n mol H2O(l)100 101.325kPan mol H2O (g) 100 101.325kPa（1）T p（2）向真空蒸发n = 1000/18 =55.56 mol10/1

9、0/11第11页第11页恒压、W =0 过程，Qp = H n vapHm =55.56mol 40.668 kJmol-1 =2259kJW = p(Vg Vl) = pVg = nRT = 55.56 8.314 373.15 = 172.3 103 J = 172.3 kJ U Q + W =2259 172 =2087 kJn mol H2O(l)100 101.325kPan mol H2O (g) 100 101.325kPa（1）T p10/10/12第12页第12页向真空蒸发，p环 =0， W =0， Q = U过程（2）与过程（1）始终态相同， 因此两过程 U及 H相同。Q

10、= U =2087 kJ， H2259kJn mol H2O(l)100 101.325kPan mol H2O (g) 100 101.325kPa（2）向真空蒸发 pamb = 010/10/13第13页第13页 已知水(H2O, l)在100 摩尔蒸发焓 vapHm = 40.668 kJmol-1 ，水和水蒸汽在25100 间平均摩尔定压热容分别为Cp,m( H2O, l) = 75.75Jmol-1K-1和Cp,m( H2O, g) = 33.76Jmol-1K-1。求在25 时水摩尔蒸发焓。2.26 10/10/14第14页第14页 某双原子理想气体1mol从始态350K，200k

11、Pa经过以下四个不同过程达到各自平衡态，求各过程功W。 （1）恒温可逆膨胀到50kPa； （2）恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀； （3）恒温向真空膨胀到50kPa； （4）绝热可逆膨胀到50kPa； （5）绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀。2.38 10/10/15第15页第15页10/10/16第16页第16页10/10/17第17页第17页10/10/18第18页第18页10/10/19第19页第19页 25 下，密闭恒容容器中有10g固体萘C10H8(s)在过量O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。过程放热401.727 kJ。求：（1） C10H8(s) +12O2(

12、g) =10CO2(g)+4H2O(l)反应进度；（2） C10H8(s) （3） C10H8(s) 2.27 10/10/20第20页第20页 25 下，密闭恒容容器中有10g固体萘C10H8(s)在过量O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。过程放热401.727 kJ。求：（1） C10H8(s) +12O2(g) =10CO2(g)+4H2O(l)反应进度；（2） C10H8(s) （3） C10H8(s) 10/10/21第21页第21页 已知25 甲酸甲酯原则摩尔燃烧焓 为-979.5kJmol-1,甲酸（HCOOH,l）、甲醇（CH3OH,l）、水（ H2O,l ）及二氧化碳（CO2,g）原则摩尔生成焓分别为 -424.72kJmol-1，-238.66kJmol-1, -285.83kJmol-1 及 -393.509 kJmol-1。应用这些数据求25时下列反应原则摩尔反应焓。 HCOOH(l)+ CH3OH(l)=HCOOCH3(