物理化学计算1.docVIP

一、1 mol理想气体由1013.25 kPa，5 dm3，609.4 K反抗恒外压101.325 kPa膨胀至40 dm3，压力等于外压，求此过程的W、Q、△U、△H、△S、△A、△G。已知CV,m=12.5 J·mol－1·K－1；始态熵值S1=200 J·K－1。 解： 二、始态为T1=300 K，p1=200 kPa的某双原子理想气体1 mol，经先绝热可逆膨胀使压力降到100 kPa，再恒压加热到T2=300 K，p2=100 kPa的终态，求整个过程的Q，△U，△H，△S，△G。 解：恒外压δQr=01 恒外压 δQr=0 1mol 理想气体 T3=300K P3 = 200 kPa 1mol 理想气体 T2 = P2 = 100 kPa 1mol 理想气体 T1=300K p1 = 200 kPa 等温 等温 四、甲醇（CH3OH）在 101.325 kPa 下的沸点（正常沸点）为 64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓ΔvapHm=35.32kJ·mol-1。求在上述温度压力条件下，1 kg 液态甲醇全部成为甲醇蒸气时的Q、W、ΔU、ΔH，ΔS及ΔG。视甲醇蒸气为理想气体。 解：根据题意可知，此蒸发过程是在相变温度及其平衡压力下进行的可逆相变化过程，若视甲醇蒸气为理想气体，且忽略液态甲醇的体积，则有 三、1 mol，25 ℃、p?的过冷水蒸气在p ?下变为同温同压下的水，求过程的W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG。已知25 ℃时水的饱和蒸汽压力为3167 Pa；25 ℃时水的凝聚焓。 1 mol, H2O(g) 1 mol, H2O(g) 25 ℃ , p θ 1 mol, H2O(l) 25 ℃ , p θ 1 mol, H2O(g) 25 ℃ ,3167 Pa 1 mol, H2O(l) 25 ℃ ,3167 Pa △H2， △H2，△S2 △H1，△S1 △H △H相变， △S相变 （水的可逆相变过程） (纯凝聚相物质的G随压力变化很小) 六、苯的正常沸点353 K下的△vapHm=30.77 kJ·mol－1，今将353 K及101.325 kPa下的1 mol苯液体向真空蒸发为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。 （1）试求算在此过程中苯吸收的热Q与做的功W； （2）求苯的摩尔气化熵△vapSm及摩尔气化吉布斯函数△vapGm； （3）求环境的熵变△Samb； （4）应用有关原理判断上述过程是否为可逆过程； （5）298K时苯的饱和蒸汽压是多大。 解：（1）向真空蒸发，p=0, 所以W=0； （2） △vapGm =0 （3）求环境的熵变△Samb （4），所以上述过程不是可逆过程； （5）298K时苯的饱和蒸汽压是多大。 p2=14.63kPa 五、设在273.15 K和1.0×106 Pa压力下，取10.0 dm3单原子理想气体，用下列几种不同方式膨胀到末态压力为1.0×105 Pa:(1)恒温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3)在外压恒定为1.000×105 Pa下绝热膨胀。试计算上述各过程的Q、W、△U、△H、△S。 (1). 解：该过程的始末状态如下： 等温可逆膨胀 根据理想气体性质， 在无化学变化、无相变化的等温过程中，，根据热一律 = 23.03kJ = (2) 绝热可逆过程始末态如下： 理想气体 理想气体 = 首先利用过程方程求出末态温度，因为只要确定了，则Q、W、△U、△H、△S便可求出。根据题给数据，则 = 绝热指数