物理化學(xué)部分答案

1、3.理想氣體絕熱可逆和絕熱不可逆過程的功，都可用公式理想氣體絕熱可逆和絕熱不可逆過程的功，都可用公式計(jì)算，那兩種過程的功是否一樣計(jì)算，那兩種過程的功是否一樣VWCT??答：不一樣。過程不同，終態(tài)不相同，即答：不一樣。過程不同，終態(tài)不相同，即ΔT不一樣，因此絕熱可逆和絕熱不可逆兩過程所做功不一樣。不一樣，因此絕熱可逆和絕熱不可逆兩過程所做功不一樣。6.在相同的溫度和壓力下，一定量氫氣和氧氣從四種不同的途徑生成水：（在相同的溫度和壓力下，一

2、定量氫氣和氧氣從四種不同的途徑生成水：（1）氫氣在氧氣中燃燒；）氫氣在氧氣中燃燒；（2）爆鳴反應(yīng)；（）爆鳴反應(yīng)；（3）氫氧熱爆炸；（）氫氧熱爆炸；（4）氫氧燃料電池。在所有反應(yīng)中，保持反應(yīng)始態(tài)和終態(tài)都相同，）氫氧燃料電池。在所有反應(yīng)中，保持反應(yīng)始態(tài)和終態(tài)都相同，請問這四種變化途徑的熱力學(xué)能和焓的變化值是否相同請問這四種變化途徑的熱力學(xué)能和焓的變化值是否相同答：應(yīng)該相同。因?yàn)闊崃W(xué)能和焓是狀態(tài)函數(shù)，只要始終態(tài)相同，無論通過什么途徑，其變化

3、值一定相答：應(yīng)該相同。因?yàn)闊崃W(xué)能和焓是狀態(tài)函數(shù)，只要始終態(tài)相同，無論通過什么途徑，其變化值一定相同。這就是：異途同歸，值變相等。同。這就是：異途同歸，值變相等。7.理想氣體向真空絕熱膨脹后，他的溫度將（理想氣體向真空絕熱膨脹后，他的溫度將（）。（A）升高）升高（B）降低）降低（C）不變）不變（D）不一定）不一定答：（答：（C）對于理想氣體而言，內(nèi)能僅僅是溫度的單值函數(shù)，經(jīng)真空絕熱膨脹后，內(nèi)能不變，因此體系溫）對于理想氣體而言，內(nèi)能僅僅

4、是溫度的單值函數(shù)，經(jīng)真空絕熱膨脹后，內(nèi)能不變，因此體系溫度不變。度不變。9.公式公式?H=Qp適用于哪個(gè)過程（適用于哪個(gè)過程（）。（A）理想氣體絕熱等外壓膨脹）理想氣體絕熱等外壓膨脹（B）H2O（s）H2O（g）273K101.3kPaAAAAAAAAAAAAAAAA，（C）Cu2（aq）2e→Cu（s）（D）理想氣體等溫可逆膨脹）理想氣體等溫可逆膨脹答：（答：（B）式適用于不作非膨脹功的等壓過程。式適用于不作非膨脹功的等壓過程。1.（

5、1）一系統(tǒng)的熱力學(xué)能增加了）一系統(tǒng)的熱力學(xué)能增加了100kJ，從環(huán)境吸收了，從環(huán)境吸收了40kJ的熱，計(jì)算系統(tǒng)與環(huán)境的功的交換的熱，計(jì)算系統(tǒng)與環(huán)境的功的交換量；（量；（2）如果該系統(tǒng)在膨脹過程中對環(huán)境做了）如果該系統(tǒng)在膨脹過程中對環(huán)境做了20kJ的功，同時(shí)吸收了的功，同時(shí)吸收了20kJ的熱，計(jì)算系統(tǒng)熱力學(xué)能的的熱，計(jì)算系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化值。變化值。解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律：解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU=W＋Q，即有：，即有：（1）W=ΔU

6、－Q=100–40=60kJ（2）ΔU=W＋Q=20＋20=02.在300K時(shí)，有時(shí)，有10mol理想氣體，始態(tài)壓力為理想氣體，始態(tài)壓力為1000kPa。計(jì)算在等溫下，下列三個(gè)過程做膨脹。計(jì)算在等溫下，下列三個(gè)過程做膨脹功：功：（1）在）在100kPa壓力下體積脹大壓力下體積脹大1dm3；（2）在）在100kPa壓力下，氣體膨脹到壓力也等于壓力下，氣體膨脹到壓力也等于100kPa；（3）等溫可逆膨脹到氣體的壓力等于）等溫可逆膨脹到氣體的

7、壓力等于100kPa。解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT，即有：，即有：VnRTp?（1）∵W=peΔV=pe(V2－V1)∴W=1001031103=100J111mol8.314JmolK373K3101J??????????說明作功與過程有關(guān)，系統(tǒng)與環(huán)境壓差越小，膨脹次數(shù)越多，做的功也越大。說明作功與過程有關(guān)，系統(tǒng)與環(huán)境壓差越小，膨脹次數(shù)越多，做的功也越大。5.1mol理想氣體在理想氣體在122K等溫的情

8、況下，反抗恒定外壓等溫的情況下，反抗恒定外壓10.15kPa，從，從10dm3膨脹的終態(tài)膨脹的終態(tài)100dm3，試計(jì)算，試計(jì)算Q、W和ΔU、ΔH。解：該過程是理想氣體等溫過程，故解：該過程是理想氣體等溫過程，故ΔU=ΔH=0∵W=peΔV=pe(V2－V1)∴W=10.15103（100.010）103=913.5J根據(jù)熱力學(xué)第一定律：根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU=W＋Q，即有：，即有：Q=ΔU－W=0（913.5）=913.5J9.在30

9、0K時(shí)，時(shí)，11202.60.10mol8.314JmolK300K(1)149.7J506.6??????????4gAr（g）（可視為理想氣體，其摩爾質(zhì)量（可視為理想氣體，其摩爾質(zhì)量MAr=39.95gmol1），壓力為，壓力為506.6kPa。今在等溫下分別按如。今在等溫下分別按如下兩過程：反抗下兩過程：反抗202.6kPa的恒定外壓進(jìn)行膨脹。的恒定外壓進(jìn)行膨脹。（1）等溫為可逆過程；（）等溫為可逆過程；（2）等溫、等外壓膨脹，膨

10、脹）等溫、等外壓膨脹，膨脹至終態(tài)壓力為至終態(tài)壓力為202.6kPa。試分別計(jì)算兩種過程的。試分別計(jì)算兩種過程的Q，W，ΔU和ΔH。解：（解：（1）理想氣體的可逆過程，）理想氣體的可逆過程，，4gAr的物質(zhì)的量為：的物質(zhì)的量為：0UH????14g0.10mol39.95gmoln????1112506.6ln0.10mol8.314JmolK300Kln228.6J202.6RRpQWnRTp????????????（2）雖為不可逆過程

11、，但狀態(tài)函數(shù)的變化應(yīng)與（）雖為不可逆過程，但狀態(tài)函數(shù)的變化應(yīng)與（1）相同，即）相同，即0UH????22212211()()(1)RRnRTnRTpQWpVVpnRTppp????????10.在573K時(shí)，將時(shí)，將11202.60.10mol8.314JmolK300K(1)149.7J506.6??????????1molNe（可視為理想氣體）從（可視為理想氣體）從1000KPa經(jīng)絕熱可逆膨脹到經(jīng)絕熱可逆膨脹到100kPa。求。求Q