物理化学总结..docVIP

指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程；??????????????? ⑵ 实际气体节流膨胀过程； ⑶ 理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； ⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl； ⑸ 0℃、时，水结成冰的相变过程； ⑹ 理想气体卡诺循环。 (1) ΔU = ΔH = 0；???(2) ΔH = 0；??(3) ΔS = 0；?????(4) ΔU = 0；? (5) ΔG = 0；??? (6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 熵差ΔS就是过程的热温商。7. ×; 熵差ΔS是可逆过程的热温商. 在孤立系统中发生的任何过程都是自发过程。√ 可逆绝热过程必定是等熵过程。√ 卡诺热机的效率只与两个热源的温度有关而与工作物质无关。√ 不可逆过程一定是自发过程。×不可逆过程也有非自发过程。 指出下列公式的适用条件 （1）dU = δQ – PdV 1. 封闭体系非膨胀功为0 （2）ΔH = QP； ΔU = QV 2. ΔH=QP, 封闭体系、平衡态，不作非膨胀功，等压过程 ΔU=QV, 封闭体系、平衡态，不作非膨胀功，等容过程 3. ，封闭体系、平衡态，状态连续变化的等压过程 ，封闭体系、平衡态，状态连续变化的等容过程 对于理想气体，适用于一切过程。 （4） 4. 封闭体系、平衡态，不作非膨胀功，理想气体等温可逆过程。 （5）W = －PΔV 5. 封闭体系、平衡态，不作非膨胀功，等外压膨胀过程 PVγ ＝ 常数，P1-γ Tγ＝ 常数，TVγ -1＝ 常数 (γ=CP/CV, 单原子Cv=3R/2;Cp=5R/2,双原子 Cv=5R/2;Cp=7R/2,） 6. 封闭体系、平衡态，不作非膨胀功，理想气体绝热可逆过程。 7. 封闭体系、平衡态，理想气体，等温过程，不作其他功。 （8） 8. 封闭体系、平衡态，状态连续变化的等温过程，不作其他功。 9．封闭体系、平衡态，理想气体,理想溶液等温等压混合。 .例2-12 计算1.00molH2O(1，25°C，101kPa)等温等压汽化过程的，并判断此过程是否自发进行。已知H2O(1)在25°C时的饱和蒸气压为3168Pa。 解：可设计下列可逆过程： 很明显 因，液体在改变压力时的比之气体在改变压力时的小很多，可以忽略小计。 因此 因在等温等压下0，故此过程不能自发进行。 P51 例题1-10 气体氦自0℃，5×105Pa，10dm3的始态，经过一绝热可逆过程膨胀至105Pa，试计算终态的温度为若干？此过程的Q，W，，为若干？(假设He为理想气体) 解 此过程的始终态可表示如下 此气体的物质的量为 此气体为单原子分子理想气体，故 此气体为单原子分子理想气体，故 (1)终态温度T2的计算。TV (–1 = 常数 = K PV( = 常数 = K( P1–( T( = 常数 = K( 欲计算T2，最好能知道此过程的T、p关系式。由于理想气体的 及，将此二式代入(1-69)式，可得 (1-78) 将已知数据代入上式 所以 即终态温度为–130℃ (2) Q=0 (3)W的计算 故 (4)的计算 (5)的计算 例题1-11 如果上题的过程为绝热不可逆过程，在恒定外压为105Pa下快速膨胀到气体压力为105Pa，试计算T2，Q，W，及。 解 此过程为绝热不可逆过程，始终态可表示如下： (1)T2的计算 因为是绝热不可逆过程，故(1-69)、(1-70)、（1-72）等式均不能用，而应当用(1-77)式 可是其中又有T2、V2两个未知数，还需要一个包括T2、V2的方程式才能解T2，而理想气体的状态方程可满足此要求 将此二式代入上式可得 考虑到，代入上式可得 故 (2) Q=0 (3) W的计算 (4) 的计算 (5)的计算 比较此题和上题的结果可以看出，由同一始态出发，经过经热可逆过程和绝热不可逆过程，达不到相同的终态。当两个终态的压力相同时，由于不可逆过程的功做得少些，故不可逆过程终态的温度比可逆过程终态的温度比可逆过程终态的温度要高一些。 2-11 几个热力学函数之间的关系 至今本章主要讨论了S、U、H、F和G五个热力学函数。明确这些热力