20xx物理化學(xué)習(xí)題及答案(編輯修改稿)
2025-03-26 01:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?W?02. 試證明1mol理想氣體在衡壓下升溫1K時(shí)，氣體與環(huán)境交換的功等于摩爾氣體常數(shù)R。證明：W?p(V2?V1)?nR?T?R3. 已經(jīng)明白冰和水的密度分別為：103kgm3，現(xiàn)有1mol的水發(fā)生如下變化： (1) 在100oC，且水蒸氣可視為理想氣體； (2) 在0 oC、。 試求上述過程體系所作的體積功。18?10?3＝?10?6(m3) 解：(1) V冰＝3?1018?10?3?63V水＝＝?10(m) 3?10W?pe(V水－V冰)?nRT?1??373??103(J) (2) W?pe(V冰?V水)?101325?(?10?5??10?5)?(J)4. 假設(shè)一封閉體系從某一始態(tài)變化到某一終態(tài)。 (1) Q、W、Q－W、ΔU是否已經(jīng)完全確定。(2) 假設(shè)在絕熱條件下，使體系從某一始態(tài)變化到某一終態(tài)，那么(1)中的各量是否已完全確定？為什么？解：(1) Q－W與ΔU完全確定。(2) Q、W、Q－W及ΔU均確定。5. 1mol理想氣體從100oC、 通過下述四個(gè)過程變?yōu)?00oC、： (1) 恒溫可逆膨脹； (2) 向真空膨脹；(3) 恒外壓為終態(tài)壓力下膨脹；(4) m3。 求諸過程體系所做的體積功。 解：(1)W?nRTln(2) W?0nRT1??373W?pe(V2?V1)?31010(?)?2325(J) (4) pe?1??373?62022(Pa)W?p1(V2?V1)?p2(V3?V2)?62022(?)?31010(?)?1550?1550?3101(J)6. 在一個(gè)帶有無重量無摩擦活塞的絕熱圓筒內(nèi)充入理想氣體，圓筒內(nèi)壁上繞有電爐絲。通電時(shí)氣體緩慢膨脹，設(shè)為等壓過程。假設(shè)(1) 選理想氣體為體系；(2) 選電阻絲和理想氣體為體系。兩過程的Q、ΔH分別是等于、小于仍然大于零？ 解：(1) Q??H?0(2) Q?0?H??W電功?07. 。求此過程的ΔH及ΔU。 解：?H?Qp??104(J)?U?Q?W??H?pe(V2?V1)??104?101325(30200?)?10?6??10(J)48. 分別推斷以下各過程中的Q、W、ΔU及ΔH為正為負(fù)仍然為零? (1) 理想氣體自由膨脹 (2) 理想氣體恒溫可逆膨脹 (3) 理想氣體節(jié)流膨脹(4) 理想氣體絕熱對(duì)抗恒外壓膨脹(5) 水蒸氣通過蒸汽機(jī)對(duì)外做出一定量的功之后恢復(fù)原態(tài)，以水蒸氣為體系 (6) 水(101325Pa,)→冰(101325Pa,)(7) 在充滿氧的定容絕熱反響器中，石墨劇烈燃燒，以反響器及其中所有物質(zhì)為體系。 解：(1) W＝0， Q＝0、ΔU＝ΔH＝0 (2) W0， Q0、ΔU＝ΔH＝0 (3) W＝0， Q＝0、ΔU＝ΔH＝0 (4) W0， Q＝0、ΔUlt。0、ΔHlt。0 (5) W0， Q0、ΔU＝ΔH＝0 (6) W0， Qlt。0、ΔUlt。0、ΔH0 (7) W=0， Q=0、ΔU＝0、ΔH09. 已經(jīng)明白H2(g)的Cp,m=(103T+106T2)JK1mol1，現(xiàn)將1mol的H2(g)從300K升至1000K，試求： (1) 恒壓升溫吸收的熱及H2的ΔH； (2) 恒容升溫吸收的熱及H2的ΔU。 解：(1) ?H??1000300T2（2）?U??(?103T??106T2)dT=14800JT1 ℃，求Q,W, △U,△H。 （1）可逆膨脹；（2）。 解：（1）W=nRTln＝1629J ＝RTln1＝??273?ln △U=0,Q＝1629J(2)W=P外△V=101325（nRT2?V1）＝ P2 △H=△11.(1)在0℃，1mol水全部蒸發(fā)為水蒸氣，求此過程的Q、W、△U、△H。mol1. (2)假設(shè)在373K、變成同溫同壓的水蒸氣，上述個(gè)量又如何？（假設(shè)水蒸汽可視為理想氣體）。 解：（1）相變?cè)诤銣睾銐呵曳求w積功為零下進(jìn)展，故 △(2)該相變相真空進(jìn)展為不可逆相變，Pe＝0，W＝0。由于（2）的始，終態(tài)同（1）因而△H，△U與（1）一樣，即△H=,△U=,Q=.，，通過pT為（1）終態(tài)的體積與溫度 （2）體系的△U及△H； （3）該過程體系所作的功。 解：（1）?3PV11/nR?202650??10/?273K（2）△U＝3/2（）＝1702J△H=5/2（－273）＝2837J (3)PT=B,P=B/T V=RT/P=RT2/B, Dv=（2RT/B）Dt W＝2（）＝2270J ,M=K1mol1，現(xiàn)將1mol的該理想氣體于27℃、再將此平衡態(tài)恒容升溫至97℃。求整個(gè)過程的Q,W,
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