南京大学《物理化学》练习 第一章 热力学第一定律及其应用

第一章热力学第一定律及其应用返回上一页1.如果一个体重为70kg的人能将40g巧克力的燃烧热(628kJ)完全转变为垂直位移所要作的功,那么这点热量可支持他爬多少高度?2.在291K和下,1molZn(s)溶于足量稀盐酸中,置换出1molH2并放热152kJ。若以Zn和盐酸为体系，求该反应所作的功及体系内能的变化。3．理想气体等温可逆膨胀，体积从V1胀大到10V1，对外作了41.85kJ的功，体系的起始压力为202.65kPa。(1)求V1。(2)若气体的量为2mol,试求体系的温度。4．在及423K时，将1molNH3等温压缩到体积等于10dm3,求最少需作多少功？（1）假定是理想气体。（2）假定服从于范德华方程式。已知范氏常数a=0.417Pa·m6·mol-2,b=3.71×m3/mol.5．已知在373K和时，1kgH2O（l）的体积为1.043dm3,1kg水气的体积为1677dm3,水的kJ/mol。当1molH2O(l),在373K和外压为时完全蒸发成水蒸气时，求=40.63（1）蒸发过程中体系对环境所作的功。（2）假定液态水的体积忽略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。（3）假定把蒸汽看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。（4）求（1）中变化的和。（5）解释何故蒸发热大于体系所作的功？6．在273.16K和时,1mol的冰熔化为水，计算过程中的功。已知在该情况下冰和水的密度分别为917kg·m-3和1000kg·m-3。7．10mol的气体（设为理想气体），压力为1013.25kPa,温度为300K，分别求出等温时下列过程的功：（1）在空气中（压力为）体积胀大1dm3。（2）在空气中膨胀到气体压力也是。（3）等温可逆膨胀至气体的压力为。8．273.2K，压力为5×的N2气2dm3,在外压为下等温膨胀，直到N2气的压力也等于为止。求过程中的W,ΔU，ΔH和Q。假定气体是理想气体。9．0.02kg乙醇在其沸点时蒸发为气体。已知蒸发热为858kJ/kg.蒸汽的比容为0.607m3/kg。试求过程的ΔU，ΔH，Q，W（计算时略去液体的体积）。10.1×kg水在373K，压力时，经下列不同的过程变为373K，压力的汽，请分别求出各个过程的W，ΔU，ΔH和Q值。（1）在373K，压力下变成同温，同压的汽。（2）先在373K，外压为0.5×下变为汽，然后加压成373K，压力的汽。（3）把这个水突然放进恒温373K的真空箱中，控制容积使终态为压力的汽。已知水的汽化热为2259kJ/kg。11.一摩尔单原子理想气体，始态为2×101.325kPa,11.2dm3,经pT=常数的可逆过程压缩到终态为4×101.325kPa，已知C(V,m)=3/2R。求：（1）终态的体积和温度。（2）ΔU和ΔH。（3）所作的功。12．设有压力为，温度为293K的理想气体3dm3,在等压下加热，直到最后的温度为353K为止。计算过程中W，ΔU，ΔH和Q。已知该气体的等压热容为C(p,m)=(27.28+3.26·T)J/(K·mol)。13.在标准压力下，把一个极小的冰块投入0.1kg,268K(即-5℃)的水中，结果使体系的温度变为273K，并有一定数量的水凝结成冰。由于过程进行的很快，可以看作是绝热的。已知冰的溶解热为333.5kJ/kg,在268-273K之间水的比热为4.21kJ/(K·kg)。（1）写出体系物态的变化,并求出ΔH.（2）求析出冰若干克。14．一摩尔氢在298.2K和压力下经可逆绝热过程压缩到5dm3,计算：（1）氢气的最后温度。（2）氢气的最后压力。（3）需做多少功。15．某一热机的低温热源为313K，若高温热源分别为（1）373K，（在下水的沸点）（2）538K，（是压力为50×101.325kPa下水的沸点）。试分别计算热机的理论换算系数。16.某电冰箱内的温度为273K，室温为298K，今欲使1kg273K的水变成冰，问最少需做多少功？已知273K时冰的融化热为335kJ/kg。17.0.500g正庚烷放在弹形量热计中，燃烧后温度升高2.94K。若量热计本身及其附件的热容量为8.177kJ/K,计算298K时正庚烷的燃烧热（量热计的平均温度为298K）。18.在298.15K及压力时设环丙烷，石墨及氢气的燃烧热（）分别为-2029，-393.8及-285.84kJ/mol。若已知丙烯（气）的（1）环丙烷的（2）环丙烷异构化变为丙烯的=20.5kJ/mol，试求：。。19.某高压容器中含有未知气体，可能是氮或氩气。今在298K时，取出一些样品，从5dm3绝热可逆膨胀到6dm3,温度降