1理想气体等温可逆膨胀

第一章习题1．理想气体等温可逆膨胀，体积从，对外作了41.85kJ的功，体系的起始压力为202.65kPa。110V胀大到1V（1）求V1。（2）若气体的量为2mol，试求体系的温度。2．在pθ及423K时，将1molNH3等温压缩到体积等于10dm3,求最少需作功多少？（1）假定时理想气体。（2）假定服从于范德华方程式。已知范氏常数：6-253a0.417Pmmol,3.7110mmolab−=⋅⋅=×⋅-13.10mol的气体（设为理想气体），压力为1013.25kPa,温度为300Kk,分别求出等温时下列过程的功：（1）在空气中（压力为pθ）体积胀大1dm3。（2）在空气中膨胀到气体的压力也是pθ。（3）等温可逆膨胀至气体的压力为pθ。4．在373.2K和pθ压力下，使1molH2O(l)汽化。已知水在汽化时吸热40.69kJ·mol-1，求：(1)，(2)RWvapmUθΔ，(3)vapmHθΔ。5．已知在373K和pθ时，1kg液态水的体积为1.043dm3,1kg水汽的体积为1667dm3,水的等压蒸发热为40.63kJ·mol-1。当1mol液态水，在373K和外压为pθ时完全蒸发成水蒸气时，试求：（1）蒸发过程中体系对环境所作的功。（2）假定液态水的体积略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。（3）假定把蒸气看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。（4）求（1）中变化的vapmHΔ和vapmUΔ。（5）解释何故蒸发热大于体系所作的功？-1-6.1mol单原子理想气体，经环程三步，从态1经态2、态3又回到态1，假设均为可逆过程。已知该气体的ABC、、,32VmC=R。试计算各个状态的压力并填充下表。p27354622.444.8BC23V/dm3mol-1T/K1AO步骤过程的名称QWUΔABC7．设有压力为pθ、温度为293K的理想气体3dm3，在等压下加热，知道最后的温度为353K为止。计算过程中的WUHΔΔ、、和Q。已知该气体的等压热容为。3-1,(27.283.2610/)JKmolpmCT−=+×Κ⋅⋅-18.在标准压力pθ下，把一个极微小得冰块投入0.1kg、268K（即－5℃）的水中（过冷），结果使体系的温度变为273K，并有一定数量的水凝结成冰。由于过程进行得很快，可以看作是绝热得。已知冰的溶解热为333.5kJ·kg-1，在268～273K之间水的比热为4.21kJ·K-1·kg-1。（1）写出体系物态的变化，并求出HΔ。（2）求析出冰多少克。9.理想气体经可逆的多方过程膨胀，npVC=。式中均为常数，。Cn、1n（1）若，1mol气体从胀大到，2n=1V2V12573,473TT=Κ=Κ，求过程中的-2-W。（2）如，求Q、-1-1,20.9JKmolVmC=⋅⋅UΔ和HΔ。10.以1mol理想气体（N2）为介质形成下列循环：A,等温可逆过程；BC,等容过程；,绝热可逆过程。已知B→→C→A1000KAT=、、.31dmAV=320dmBV=（1）画出此循环p-V图。（2）求A、B、各状态下的T、Cp、V。（3）求各种变化的、UΔHΔ、Q、W。11.一个热力学封闭体系，如图所示。设活塞在水平方向没有摩擦且绝热，活塞两边室内含有理想气体各为20dm3，温度为298.2K，压力为pθ，逐步加热气缸左边气体直到右边的压力为2×pθ，已知，气体为双原子理想气体，试计算：-1-1,20.92JKmolVmC=⋅⋅（a）气缸右边的压缩气体做了多少功？12.1mol单原子理想气体，始态为（b）压缩后右边终态温度为多少？（c）膨胀气体贡献了多少热量？32101.325kPa11.2dm×、，经pT=常数的可逆过程（即过程pT=，已知,32VmCR=常数）压缩到终态为4101.325kPa×。求：（1）终态的体积和温度。13.证明：（2）UΔ和HΔ。（3）所作的功。()0,()VTTCHVV∂()()pppVCpTT∂=−∂∂，并证明对于理想气体有U∂0∂==∂∂.14.证明：()()pppUTCpVV∂∂=−∂∂-3-()()[()pVVTpHCCVTp∂∂]−=−−∂∂15.1mol氢在298.2K和压力为pθ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）需作功多少焦耳。16.在298K时，有一定量的单原子理想气体,3(2VmC=)R，从始态20×101.325kPa及20dm3经下列不同过程膨胀到终态压力为101.325kPa，求及W。,,UHQΔΔ（1）等温可逆膨胀。（2）绝热可逆膨胀。17.根据下列反应的反应热，求298.15K时AgCl的生成热。(AgCl,T)fmHθΔAg2O(s)+2HCl(g)=2AgCl(s)+H2O(l)(1)-1()324.9kJmolrmHTθΔ=−⋅2Ag(s)+12O2(g)=Ag2O(s)(2)-1()30.57kJmolrmHTθΔ=−⋅12H2(g)+12Cl2(g)=HCl(g)(3)-1()92.31kJmolrmHTθΔ=−⋅H2(g)+12O2(g)=H2O(l)(4)-1()285.84kJmolrmHTθΔ=−⋅18.0.500g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，计算298K时正庚烷的燃烧焓（量热计的平均温度为298K）。-18.177kJK⋅19.在298.15K及pθ压力时，设环丙烷、石墨及氢的燃烧焓(CmH)θΔ分别为－2092、－393.8及－285.84。若已知丙烯（气）的，-1kJmol⋅-120.5kJmolfmHθΔ=⋅试求：（1）环丙烷的fmHθΔ。（2）环丙烷异构化变为丙稀的rmHΔ。20.已知在298K及标准压力pθ下，石墨升华为碳原子的升华热估计为-4--12711.1kJmol,H2H⋅=（气）的离解热为。CH-1431.7kJmol⋅4的生成焓为-1-74.78kJmol⋅。根据上述数据计算的4C(g)+4H(g)=CH(g)rmHΔ。这个数值的14称为C－H键的“键焓”（平均值）。21.反应H2(g)+12O2(g)=H2O(l)，在298K时，反应热为。试计算反应在800K时的热效应。-1285.84kJmol−⋅(800)rmHθΔΚ已知：H2O(l)在373K、pθ时的蒸发热为-140.65kJmol⋅-1-14-2-1,2(H)=29.07JKmol(8.3610JKmol)pmCT−⋅⋅−×⋅⋅-1-14-2-1,2(O)=36.16JKmol(8.4510JKmol)pmCT−⋅⋅+×⋅⋅-1-1,2{HO(l)}=75.26JKmolpmC⋅⋅-1-13-2-1,2{HO(g)}=30.00JKmol(10.710JKmol)pmCT−⋅⋅+×⋅⋅-5-