化学工业出版社物理化学答案第二章 热力学第一定律.pdfVIP

第 2 章 热力学第一定律习题答案 1. 1mol 水蒸气在 100℃，101.325 kPa 下全部凝结成液态水，求过程的功，假设：相对于水 蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 解：此过程为恒压，由体积功的定义式可得 W −p ∆V −p (V −V ) ≈pV l g g 假设水蒸气为理想气体，则 W pV g nRT (1×8.314 ×373.15)J 3.102kJ 2. 系统由 A 态变化到 B 态，沿途径Ⅰ放热100J ，环境对系统做功50J ，问：(1) 由A 态沿 途径Ⅱ到 B 态，系统做功80J ，则过程的热量Q2 为多少？(2) 如果系统再由 B 态沿途径Ⅲ 回到A 态，环境对系统做功50J ，则过程热量Q 是多少？ 3 解：途径Ⅰ：Q −100J ，W 50J 1 1 根据热力学第一定律，系统热力学能的变化为 ∆U Q +W −100J +50J −50J AB 1 1 (1)对途径Ⅱ： W −80J 2 根据热力学第一定律有∆UAB Q2 +W 2 ，所以 Q ∆U −W −50J −(−80J ) 30J 2 AB 2 (2)对途径Ⅲ：W 50J 3 因该过程是途径Ⅰ的逆过程，故 ∆U −∆U 50J BA AB 由∆UBA Q3 +W 3 得 Q ∆U −W 50J −50J 0J 3 BA 3 3. 计算 1mol 理想气体在下列四个过程中所做的体积功。已知始态体积为 25dm3 ，末态体积 3 ，始态及末态温度均为 100℃。 为 100dm （1）恒温可逆膨胀； （2 ）向真空膨胀； （3 ）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀； （4 ）先在外压恒定为体积等于 50dm3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到 50dm3 （此时温 3 时气体的平衡压力下膨胀。 度仍为 100℃）以后，再在外压等于 100dm 试比较这四个过程的功。比较的结果说明什么？ 1 V V nRT V 解：（1） 2 2 2 − d − d − ln W p V V nRT 1 ∫ ∫ V V 1 1 V V 1 25