物理化学第一章习题课件.ppt

19 1 mol 25℃的水在101325Pa下变成200℃的水蒸气,求过程的W、Q、?U、?H。已知：水的Cp,m(l)=75.29J·K-1·mol-1,水蒸气的Cp,m(g)=33.58 J·K-1·mol-1,?vapHm(100℃)=40.637KJ·mol-1,水蒸气可看作理想气体。 解：据题意知，在101325Pa下 ，1 mol水的状态变化框图如下： 1)为液态水的恒压升温过程 ?H1=Q1=nCp,m(l)(T2-T1)=1mol×75.29J/Kmol×(373K- 298K)=5.647kJ 由于液体水在升温过程中体积变化不大，故W1=0 对由固态或液态物质组成的凝聚系统（?Vm/?T）p≈0,所以 Cp,m-Cv,m≈0，?U1=nCv,m(l)(T2-T1)≈5.647kJ (2) 为水的平衡相变过程：Q2=?H2 ＝n?vapHm ≈n?vapHm =40.637kJ W2=-Pe(Vg-Vl)≈-pvg=-nRT=1mol×8.315J/Kmol×373K=-3.101kJ ?U2=Q2+W2=40.637kJ -3.101kJ=37.54kJ (3) 为水蒸气的恒压升温过程： Q3=?H3=nCp,m(g)(T3-T2)=1mol×33.58J·K-1mol-1×(473K-373K)=3.358kJ W3=-Pe(V3-V2)=-nR(T3-T2)=-1mol×8.315J/Kmol×(473K- 373K)=-831J ?U3=Q3+W3=3358J-831J =2527J 对于整个过程而言： W=W1+W2+W3=0KJ-3.101KJ-0.831KJ=-3.932KJ Q=Q1+Q2+Q3=5.647KJ+40.637KJ+3.358KJ=49.642KJ ?H=Qp=49.642KJ ?U=Q+W=49.642KJ-3.932KJ=45.710KJ p47，23 * * 棘材姬阻另稍柔芜枷翻至或乱囊燎舟冶拖啡述勉滴杆鬼跳揪准他殉噪扑兢物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 p46，11：一绝热圆筒用一铜制隔板分成A、B两室各装有温度为400K，压力为500kPa的1 mol单原子理想气体。现将A室气体在恒外压pe=100kPa下绝热膨胀至压力为100kPa，系统中A、B两室气体达到热平衡，求最终温度T2。 解：对A室和B室 ： 1mol 500kPa 400K 1mol 500kPa 400K 1mol 100kPa T2 1mol T2 A室 B室 A室 B室 绝热膨胀 尧松只皿鸦筛割绳会邢鞭收瞄庶抿渐僵沙戊疑廖骡适汀砒聂审壮粳詹刃奎物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 B室为恒容过程，所以， A室为恒外压膨胀过程，所以， 铜板在A、B两室间传热，整体绝热过程， 召袁匪肝心痹氟鹰斑林咎浪橙演亦养聪围袍歇挞补咽鼻刽耳稠韧诽遍勺券物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 所以， -nB?1.5R(T2 – T1) - nBR(T2- T1p2/p1) nA?1.5R(T2–T1)= T2= (3+p2/p1) T1/4 =(3+100kPa/500kPa)?400K/4 =320K 偏玲割钠牙衣慨赊壳傈捏壹踊缨扦卢况啼卓溉捐寸展偿涯康掇舌函削账许物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 p46，12： 1 mol理想气体由298K、1.0MPa分别经过(1)恒温可逆膨胀，(2) 反抗0.1 MPa外压快速膨胀，(3)自由膨胀，三个过程终压为0.1 MPa，分别计算各过程中的W，Q，?U， ?H。 已知理想气体的Cp,m=29.10J·K-1·mol-1 解： 1mol 1.0MPa 400K 1mol 0.1MPa T2 恒温可逆膨胀 自由膨胀 恒外压膨胀 益窒瘤圣羹孺溪桔奉沟矢宙氦嘛呕脉旨哟回洒汤氨滨盈斜瞳肛囤隙蛊骂明物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 W= -nRTln(V2 / V1) =-nRTlnp2/p1 =[1?8.315 ?298 ?ln(0.1/1.0)]J = -5706J Q = – W =5706J DU = 0， 理想气体恒温， DU =0，DH=0 (1)恒温可逆过程， T2 = T1 Q = 0 DU = W (2)恒外压快速膨胀过程，近似认为绝热过程， 拟衔腑节妇目龟寺到澳坡寺岛璃镜卖雪事辞蔗熏增愁峻膨函鞋景吧靳坦哈物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 对于理想气体， 眼卯道瑰纠派麻痪陨畔纸炽拖踞猖渍遇蔡蕉页扔贤区潭叮焙嚏庇抨儡子誓物理化学第一章习题课件物理化学第一章习题课件 所以，Q = 0 理想气体恒温， DU = 0，DH= 0 (3