物理化學(xué)課后答案解析-熱力學(xué)第一定律(已改無(wú)錯(cuò)字)
2022-09-02 09:41:58 本頁(yè)面
【正文】 a汽。已知水的汽化熱為2259kJkg1?！窘狻浚?）（2） 和是狀態(tài)函數(shù)的變化，其值與（1）相同（3）和是狀態(tài)函數(shù)的變化，其值與（1）相同比較上述結(jié)果，有W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3 ，Q1＞Q2＞Q3 說(shuō)明不可逆過(guò)程愈大時(shí)，過(guò)程中的Q和W就愈小， 而和是狀態(tài)函數(shù)的變化與過(guò)程無(wú)關(guān)?！?4】 1mol單原子理想氣體，始態(tài)為200kPa、經(jīng)pT=常數(shù)的可逆過(guò)程（即過(guò)程中pT=常數(shù)），壓縮到終態(tài)400kPa，已知?dú)怏w的，試求（1）終態(tài)的體積和溫度；（2）ΔU和ΔH；（3）所做的功?！窘狻? (1)初始狀態(tài), 故 又 ,故 (2)由于U是狀態(tài)函數(shù),(3) 因?yàn)? 得: 求導(dǎo): 而 【15】設(shè)有壓力為100kPa、在等壓下加熱，直到最后的溫度為353K為至。計(jì)算過(guò)程中W，ΔU，ΔH和Q。已知該氣體的等壓摩爾熱容為：。解 始態(tài) 終態(tài)p V 3dm3 ?T 293K 353K利用查理定律，壓力不變時(shí)：P不變時(shí)：由理想氣體狀態(tài)方程的: 所以:【16】在1200K、100kPa壓力下，有1molCaCO3(s)完全分解為CaO(s)和CO2（g），吸熱180kJ。計(jì)算過(guò)程的W，ΔU，ΔH和Q。設(shè)氣體為理想氣體?！窘狻坑捎谑堑葔悍磻?yīng)，則ΔH＝Qp=180kJW=PΔV=－p(VgVl)=nRT=1mol?K1?mol11200K==ΔU=Q+W=180kJ+()=【17】證明：，并證明對(duì)于理想氣體有?！咀C明】 1. ,兩邊對(duì)T求微商,得由于 。所以 2. 對(duì)理想氣體的等溫過(guò)程有:但, 所以選 對(duì)理想氣體的等溫過(guò)程有: 但, 所以所以: 【18】證明：，【證明】 1. ① 等壓下除以得: 即: ②.從這一定義出發(fā)，由于即 即 ,在等壓下對(duì)V求導(dǎo)得:③ 2.① 又: 即: 所以: ② 【19】在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，、268K的水中，結(jié)果使系統(tǒng)的溫度變?yōu)?73K，并有一定數(shù)量的水凝結(jié)成冰。由于過(guò)程進(jìn)行的很快，可以看作是絕熱的。kg1，K1kg1。（1）寫出系統(tǒng)物態(tài)的變化，并求出ΔH；（2）求析出冰的質(zhì)量?！窘狻浚?）這是一個(gè)絕熱并等壓過(guò)程因過(guò)程進(jìn)行的很快，忽略熱量向環(huán)境的散失，且在恒壓環(huán)境中，所以ΔH＝Qp=0（2）寫出體系狀態(tài)變化過(guò)程：在標(biāo)準(zhǔn)壓力下ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=0ΔH1=?K1?kg1()kg(273268)KΔH2=?K1?kg1x?kg(273268)KΔH3=?kg1x?kg所以有?K1?kg1(273268)?kg1x?kg＝0得 x＝10－3kg10－3kg【20】 1molN2（g），在298K和100kPa壓力下，經(jīng)可逆絕熱過(guò)程壓縮到5dm3。試計(jì)算（設(shè)氣體為理想氣體）：（1）N2（g）的最后溫度；（2）N2（g）的最后壓力；（3）需做多少功?！窘狻?(1)1molH2經(jīng)過(guò)絕熱可逆過(guò)程（設(shè)為理想氣體），則 根據(jù) 得 (2) 根據(jù)得（3）由于是絕熱反應(yīng) Q=O=【21】 理想氣體經(jīng)可逆多方過(guò)程膨脹，過(guò)程方程為，式中C， n均為常數(shù)，n1。（1）若n=2，1mol氣體從V1膨脹到V2，溫度由T1=573K到T2=473K，求過(guò)程的功W；（2）如果氣體的，求過(guò)程的Q，ΔU和ΔH?！窘狻?(1)由于pV2=C,則p=c/V2=1mol?K1?mol1(473K573K)=（2）對(duì)于理想氣體, Q=ΔUW=2090J()=【22】 在298K時(shí)，有一定量的單原子理想氣體（），從始態(tài)2000kPa及20dm3經(jīng)下列不同過(guò)程，膨脹到終態(tài)壓力為100kPa，求各過(guò)程的ΔU，ΔH，Q及W。（1）等溫可逆膨脹；（2）絕熱可逆膨脹；（3）以δ=。試在pT圖中化畫出三種膨脹功的示意圖，并比較三種功的大小?！窘狻?1)等溫可逆膨脹 由于是理想氣體的等溫過(guò)程則 ΔU=ΔH=0Q=W=（2）絕熱可逆膨脹 Q=0又p1rTr=常數(shù) 得 代入數(shù)據(jù)得 T2=（3）以δ=對(duì)于多方過(guò)程有 pVδ=C, 又理想氣體的狀態(tài)方程為V=nRT/p所以整理得將p1=2000kPa,p2=100kPa,T1=298K δ==則Q=ΔUW=()= 為了作圖,求3個(gè)過(guò)程的終體積:對(duì)于等溫可逆過(guò)程根據(jù) p1V1=p2V2 得 V2=400dm3對(duì)于絕熱可逆過(guò)程根據(jù) pVr=常數(shù) 得 V2=120dm3對(duì)于多方過(guò)程根據(jù) pVδ=常數(shù) 得 V2=200dm3 作圖得: 由圖可知:W(1)＞W(wǎng)(3)＞W(wǎng)(2)【23】 1mol單原子理想氣體從始態(tài)298K，200kPa，經(jīng)下列途徑使體積加倍，試計(jì)算每種途徑的終態(tài)壓力及各過(guò)程的Q，W及ΔU的值，畫出pT示意圖并把ΔU和W值按大小次序排列。（1）等溫可逆膨脹；（2）絕熱可逆膨脹；（3）沿著p/Pa=104Vm/(dm3mol1)+b的途徑可逆變化?！窘狻?(1)由等溫知:P1V1=P2V2 得P2= P1V1/V2=200kPa/2=100kPa=又因?yàn)闇囟炔蛔儎t ΔU=0,而Q=W=(2)絕熱可逆膨脹, Q=0,由于體系是單原子理想氣體,則 根據(jù)pVr=常數(shù) 得 那么 =1376J（3）沿著p/Pa=104Vm/(dm3mol1)+b的途徑可逆變化將初始狀態(tài)代入求得:b=p2=1042298/200+==積分求解得:W=Q=△UW=()=上述三條不同途徑的pV圖如圖所示則:W(2)＜W(1)＜W(3)△U(2)＜△U(1)＜△U(3)【24】某一熱機(jī)的
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1