熱力學(xué)第一、第二定律習(xí)題講解

1、熱力學(xué)習(xí)題講解一、填空1、我們將研究的對(duì)象稱(chēng)為系統(tǒng)，系統(tǒng)以外且與系統(tǒng)密切相關(guān)的物質(zhì)稱(chēng)為環(huán)境(surrounding)，以體系與環(huán)境之間能否交換能量和物質(zhì)為依據(jù)，將系統(tǒng)分為封閉系統(tǒng)(closed system )、孤立系統(tǒng)(isolated system)、敞開(kāi)系統(tǒng)(open system)。2、系統(tǒng)的諸性質(zhì)不隨時(shí)間而改變的狀態(tài)稱(chēng)為熱力學(xué)平衡態(tài)，熱力學(xué)平衡態(tài)必須同時(shí)滿足的四個(gè)條件是 、力學(xué)平衡、相平衡和化學(xué)平衡。相平衡是指系統(tǒng)中不隨時(shí)間而變。3、熱力學(xué)變量分為廣度變量和強(qiáng)度變量，廣度變量的數(shù)值與系統(tǒng)的數(shù)量成正比，例如體積、質(zhì)量、內(nèi)能等，廣度性質(zhì)具有加和性，數(shù)學(xué)上為函數(shù)。4、強(qiáng)度性質(zhì)(intens

2、ive properties) 的數(shù)值取決于系統(tǒng)的本性，與系統(tǒng)的數(shù)量無(wú)關(guān)，不具有加和性，數(shù)學(xué)上為 0次齊函數(shù)，例如溫度、壓力、等。5、熱力學(xué)第二定律的兩種表述：Clausius說(shuō)法(1850年)：“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其它 變化”Kelvin 說(shuō)法(1851年)：“不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣?，而不發(fā)牛其它 變化”6、熱力學(xué)第二定律表達(dá)式(克勞修斯不等式)是 7、 1824年法國(guó)工程師卡諾(VL.S.Carnot)在兩個(gè)熱源之間設(shè)計(jì)了由理想氣體的 等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹、等溫可逆壓縮、絕熱可逆壓縮四個(gè)過(guò)程所構(gòu)成的 循環(huán)過(guò)程，這種循環(huán)過(guò)程稱(chēng)為卡諾循環(huán)?？ㄖZ熱機(jī)的效

3、率只與 兩個(gè)熱源的溫度 有關(guān)，與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)&下列各式， 只表示偏摩爾量, 只表示化學(xué)勢(shì), 既不是偏摩爾量又不是化學(xué)勢(shì), 既是偏摩爾量又是化學(xué)勢(shì)。0B 丿T,P,nclnB .£,v,ncVnB 丿T,P,nc總T.nc,P,ncgnB 丿s,TnT V ,nc9、在一定的溫度壓力下，液態(tài)混合物中任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律者稱(chēng)為理想溶液，理想溶液的熱力學(xué)定義式是，理想溶液有何特點(diǎn)？并給與證明。10、 Helmholtz free energy可理解為 等溫條件下體系 做功 的本領(lǐng)。 Gv 0表示過(guò)程自發(fā)進(jìn)行的條件是：封閉體系、Wf=0 、等溫等壓 。11、 列舉

4、出4個(gè)不同類(lèi)型的等焓過(guò)程： 理想氣體自由膨脹、氣體節(jié)流膨脹、理想氣體等溫變化、理想氣體(溶液)混合或恒容恒壓絕熱化學(xué)反應(yīng)。12、(填 >、二、<) 在恒溫、恒壓下，理想液態(tài)混合物混合過(guò)程的 mixV = 0 ；mixU = 0；mixS _；mixG 0_ ； 理想氣體自由膨脹過(guò)程的 Q = 0; U = 0； S > 0； G < 0； H2(g)和cl2(g)在絕熱鋼瓶中反應(yīng)生成HCI(g)，該過(guò)程的W = 0； U =0；S > 0 ； A < 0；_ 0 _ 0 H2O(l ,373K,P )變成 H2O( g,373K,P )，該過(guò)程的 w <

5、; 0；Q > 0; H > 0; S > 0; G = 0;二、選擇題1、體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值（)（A）必定改變（C）不一定改變（B）必定不變（D）狀態(tài)與內(nèi)能無(wú)關(guān)2、對(duì)于不作非體積功的封閉體系，下面關(guān)系始中不正確的是（）(A)凹=T(B)沖 Si Sl於丿p0丿V(C)理】=V(D)fKpl即丿S5丿s3、當(dāng)熱力學(xué)第一定律以dU二- pdV表示時(shí)，它是用于（）（A）理想氣體的可逆過(guò)程（B）封閉體系只作體積功的過(guò)程（C）理想氣體的等壓過(guò)程（D）封閉體系的等壓過(guò)程4、從定義U=H-pV出發(fā)推斷下列關(guān)系式中不正確的是（）（A）號(hào)。(C)(B)S.i=C(D)(cHI * I

6、 pI釘丿pWV丿p1、體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值（)1、體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值（)5、理想氣體與溫度為T(mén)的大熱源接觸作等溫膨脹吸熱 Q所作的功是變到相同狀態(tài)的最大功的20%則體系的熵變?yōu)椋?A) Q(B) 0(C) 5QT(D) 一Q6、對(duì)n mol理想氣體的值等于（S = nCv,m ln¥T11、體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值（)1、體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值（)（A）(C) CV7、下列關(guān)系式中，哪一個(gè)不需要理想氣體的假設(shè)Cp-Cv= nR(A) dlnp/dT二 H/RT2(B) H=A U+pA V(恒壓過(guò)程)(C) 絕熱可逆過(guò)程，pV二常數(shù)&理想氣體卡諾循環(huán)的圖

7、為下列四種情況中的哪一種1243(3)2342323149、飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢(shì)的關(guān)系式為：()(A) -* ( B)'* ( C)：* (D)不能確定10、273.15K、2p°時(shí)，水的化學(xué)勢(shì)比冰的化學(xué)勢(shì)(B)低;(A) 高;(C)相等;(D)不可比較.11、過(guò)飽和溶液中溶劑的化學(xué)勢(shì)比純?nèi)軇┑幕瘜W(xué)勢(shì)高低如何?(A)高；(B)低；(C)相等；(D)不可比較.12、第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不能制造成功的原因是(A )(A) 能量不能創(chuàng)造也不能消滅(B) 實(shí)際過(guò)程中功的損失無(wú)法避免(C) 能量傳遞的形式只有熱和功(D) 熱不能全部轉(zhuǎn)換成功13、當(dāng)某化學(xué)反應(yīng) Cp< 0

8、,則該過(guò)程的 H隨溫度升高而(A )(A)下降 (B)升高(C)不變 (D)無(wú)規(guī)律14、 均是容量性質(zhì)的一組是：()(A)m、V、H、U (B) m 、V、C(C)H、m、C (D)U 、T、P、V15、經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程，下面各個(gè)量的變化值不一定為零的是( D )。(A)溫度T (B) 內(nèi)能U (C)焓H(D)熱量Q16、 一個(gè)孤立體系自發(fā)地由 A態(tài)變到B態(tài)，其熵值關(guān)系應(yīng)該是(C )。(A)S=S(B)S>Sb(C)SvS(D)無(wú)固定關(guān)系17、 在封閉體系中，一個(gè)變化過(guò)程的G<0,該變化過(guò)程是(D )。(A)自發(fā)過(guò)程(B)可逆過(guò)程(C)反自發(fā)過(guò)程(D)不能確定18、反應(yīng)進(jìn)度 表示反

9、應(yīng)進(jìn)行的程度，當(dāng) =1時(shí)，所表示的意義是(D ) o(A) 反應(yīng)物有一摩爾參加了反應(yīng)(B) 生成物各生成了一摩爾物質(zhì)(C) 反應(yīng)物和生成物各有一摩爾的變化(D) 反應(yīng)物和生成物的摩爾變化值，正好為各自的計(jì)量系數(shù)19、 體系可分為敞開(kāi)體系.封閉體系和孤立體系，其劃分依據(jù)是(D )(A)有無(wú)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行(B)有無(wú)相變化發(fā)生(C)有無(wú)化學(xué)平衡存在(D)有無(wú)能量和物質(zhì)的交換20、關(guān)于基爾霍夫定律適用的條件，確切地說(shuō)是(C )(A) 等容條件下的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程(B) 等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程(C) 等壓或等容且不做非體積功的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程(D) 純物質(zhì)在不同溫度下的可逆相變過(guò)程和等壓反應(yīng)過(guò)程21、 若N2(

10、g)和CQ都視為理想氣體，在等溫等壓下，1mol N2 (g)和2 mol CO(g) 混合后不發(fā)生變化的一組熱力學(xué)性質(zhì)是(A )(A) U, H, V(B) G, H, V(C) S, U, G(D) A, H, S22、自發(fā)過(guò)程(即天然過(guò)程)的基本特征是(C )(A) 系統(tǒng)能夠?qū)ν饨缱鞴?B) 過(guò)程進(jìn)行時(shí)不需要外界作功(C) 過(guò)程發(fā)生后，系統(tǒng)和環(huán)境不可能同時(shí)恢復(fù)原態(tài)(D) 系統(tǒng)和環(huán)境間一定有功和熱的交換23、dG二-SdT+VdF可適于下列哪一過(guò)程(A )(A)298K P °的水蒸發(fā) (B)理想氣體真空膨脹(C)電解水制氫(D)N2 3H2NH3未達(dá)到平衡24、在下列過(guò)程中，

11、G= A A的是(C(A)液體等溫蒸發(fā)(B)氣體絕熱可逆膨脹(C)理想氣體在等溫下混合(D)等溫等壓下的化學(xué)反應(yīng)三、問(wèn)答題1、寫(xiě)出熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并討論不等式的意義。答熱力學(xué)第二定律表達(dá)式：ds _ 2 表示不可逆過(guò)程，二表示可逆過(guò)程T sur2、熱力學(xué)第一定律的適用條件是什么？答熱力學(xué)第一定律：U二Q-W適于一切封閉系統(tǒng)。3、為什么將稀溶液的沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低等性質(zhì)稱(chēng)為稀溶液的依數(shù)性？答因?yàn)橄∪芤旱姆悬c(diǎn)升高值、凝固點(diǎn)降低值只與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)， 與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。4、列舉出4個(gè)不同類(lèi)型的等焓過(guò)程。答理想氣體的等溫過(guò)程；理想氣體自由膨脹過(guò)程；流體的節(jié)流過(guò)程； 等溫等壓下兩種

12、純液體混合為理想液態(tài)混合物的過(guò)程；或恒壓絕熱W=0的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。5、向純?nèi)軇〢中加入溶質(zhì)B形成稀溶液，其凝固點(diǎn)降低應(yīng)滿足的條件是什么?答溶質(zhì)B無(wú)揮發(fā)性；A與B不形成固溶體 或析出的固體為純A6、可逆過(guò)程有何特點(diǎn)？答：可逆過(guò)程是以無(wú)限小的變化進(jìn)行的，整個(gè)過(guò)程是由一連串非常接近于平衡 的狀態(tài)所構(gòu)成；在反向的過(guò)程中，用同樣的手續(xù)，循著原來(lái)過(guò)程的逆過(guò)程可以 使體系和環(huán)境都完全復(fù)原；在等溫可逆膨脹過(guò)程中體系做最大功，在等溫可逆 壓縮過(guò)程中環(huán)境對(duì)體系做最小功。7、理想溶液有何特點(diǎn)？答： mixV =0 : mix H =0 ；二 mixS - -R二I n Xb >0 二二 mix G 二 RT

13、二ln Xb<0 ；BB拉烏爾定律和亨利定律沒(méi)有區(qū)別& nmol理想氣體絕熱自由膨脹，體積由 Vi膨脹至2。求厶S并判斷該過(guò)程是否 自發(fā)。解題思路：絕熱自由膨脹不是可逆過(guò)程。雖然 晉=0，但®晉。而運(yùn)用理 想氣體萬(wàn)能公式 'S二nCv,m ln T2 nRInV2進(jìn)行計(jì)算時(shí)，已知條件又不夠。為此，11V1首先利用熱力學(xué)第一定律尋找隱含的已知條件，然后再進(jìn)行計(jì)算。解：由熱力學(xué)第一定律有：'U = Q W = 0 0 = 0理想氣體的熱力學(xué)能只是溫度的函數(shù)，AU = 0則也T = 0即T1 = T2 所以S二nRlnSsoSsu廠 nRln£ &#

14、165;V1T sur0所以該過(guò)程自發(fā)9、試證物質(zhì)的量相同但溫度不同的兩個(gè)同種物體相接觸，溫度趨于一致，該過(guò) 程是自發(fā)過(guò)程。解題思路：根據(jù)題意，兩物體互為系統(tǒng)與環(huán)境，它們構(gòu)成隔離系統(tǒng)，其熵變?yōu)閮?物體熵變之和，故選擇熵判據(jù)。解：設(shè)每個(gè)物體的物質(zhì)的量為 n定壓摩爾熱定為G,m，溫度分別為T(mén)i和T2,接觸T2后終溫為T(mén),則S2Siso(TiTn Cp,mdTT nCp,mdTT2SiS2nCp,mnCnClnlp,mp,mnCT1InInp,mnClnp,m(Ti T2)4T1T-T2)2 0即=2 - 2T1T< T22 0In2TiT2 T22 4TJ2 即(TT2)Ssop,mIn(T

15、iT2)4TiTiO、某實(shí)際氣體的狀態(tài)方程為PVm2TiT1T22T24TiT2 得:4TiT2，即該過(guò)程自發(fā)。RT P，式中為常數(shù)。設(shè)有imol該氣體，在溫度為t的等溫條件下,由R可逆地變到P2，試證該過(guò)程的U =0。dU二 TdS -pdVIS"U、( & py=TV TT V rt n1 1= T111 W丿t< T VV - a 丿V11、P127復(fù)習(xí)題T2講解(1)不會(huì)。液體沸騰必須有一個(gè)大于沸點(diǎn)的環(huán)境熱源，槽中之水的溫度與水的沸 點(diǎn)溫度相同無(wú)法使試管內(nèi)的水沸騰。 會(huì)升高，電冰箱門(mén)打開(kāi)后，制冷室與外部變?yōu)橐惑w，只存在電功變?yōu)闊醾鹘o 室內(nèi)。(3) 火車(chē)跑快慢只與

16、牽引力有關(guān)?？赡鏌釞C(jī)效率最高，表明熱轉(zhuǎn)換為功的效率高， 其過(guò)程速度接近于0,用它來(lái)牽引火車(chē)，速度變得極慢，但走的距離最遠(yuǎn)。(4) 按熱力學(xué)第一定律，應(yīng)選b(5) 壓縮空氣突然沖出，可視為絕熱膨脹過(guò)程，終態(tài)為外壓P，筒內(nèi)溫度降低，再蓋上筒蓋過(guò)一會(huì)兒，溫度升至室溫，則筒內(nèi)壓力升高，壓力大于。(6) 基爾霍夫定律：Hm(T2)- Jm(Ti廠GdT中的厶rHm(Ti)和厶屮皿)是T1= 1mol時(shí)的熱效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的“H是反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量，二者的關(guān)系 是6Hm ，所以rH不遵循基爾霍夫定律。(7) 提示：按PV二常數(shù)來(lái)比較。(8) 理想氣體的熱力學(xué)能和焓只是溫度的函數(shù)，其前提條件是無(wú)相變、無(wú)

17、化學(xué)變化、Wf =0的封閉系統(tǒng)。而本題是化學(xué)反應(yīng)的rU，應(yīng)滿足rU =Qv工0,又反應(yīng)前后的衍=0,所以Qp =QV12、在一鋁制筒中裝有10P-的壓縮氖氣，溫度與環(huán)境溫度 298K平衡。突然打開(kāi)瓶蓋，使氣體沖出，當(dāng)壓力與外界 pd相等時(shí)，立即蓋上筒蓋，過(guò)一段時(shí)間之后,筒中氣體的壓力大于pd？試通過(guò)計(jì)算回答。解：將壓縮空氣突然沖出視為理想氣體絕熱可逆膨脹過(guò)程， 終態(tài)為外壓，筒內(nèi) 溫度為T(mén),則有PJ = P2 _T/，即T2 =匯298 = 118.6K再蓋上筒蓋過(guò)一會(huì)兒，溫度升至室溫 298K則筒內(nèi)壓力按理想氣體方程處理為P 竺P 2.5P乙顯然壓力大于P"。118.613、有一質(zhì)地

18、堅(jiān)實(shí)的絕熱真空箱，容積為 V,如將箱壁刺一小孔，空氣(設(shè)為理想氣體)即沖入箱內(nèi)。求箱內(nèi)外壓力相等時(shí)，箱內(nèi)空氣的溫度T。設(shè)箱外空氣的壓力為P0,溫度為T(mén)o解：選進(jìn)入箱內(nèi)的全部空氣為體系，其體積為 V，則環(huán)境對(duì)體系做功為 W=l0V,又 因?yàn)槭墙^熱過(guò)程，Q=o二W = U= nCV,m(T -To)=PoV,而PoV=nRT,聯(lián)立求解得，T = To四、計(jì)算題1、27oK時(shí)冰的蒸氣壓為475.4Pa,過(guò)冷水的蒸氣壓為489.2Pa,求270K P"下,-11mol過(guò)冷水變成冰的 s和 飛。已知此過(guò)程放熱5877J mol 。解可設(shè)計(jì)如下途徑來(lái)計(jì)算:1molH2。( l)1molH 2O

19、( s)270 K , P "*A270 K , P”1molH2。( l)1molH 2O (s)270 K,489.2 Pa、270 K ,475.4 Pa1m olH 2O ( g)>270 K ,475.4 Pa1molH 2O ( g)270 K,489.2 Pa489.2 Pa為恒溫變壓過(guò)程g1 = tooKPa Vldp 為恒溫恒壓可逆相變過(guò)程G2 =04 75.4Pa 為恒溫變壓過(guò)程"G3 = 489.2PaVg dp 為恒溫恒壓可逆相變過(guò)程：G0100kPa 為恒溫變壓過(guò)程G 47.4 Pa VsdPG =GG2 G3G4G5P132T32依題意設(shè)計(jì)

20、過(guò)程如下:298 一1rHm(1) = 800 Cp，m HqQ Cp，mdT800 1yrHm(2)八B fHm(B,298K )Ba373rHm(3)= 298Cp，m(H2O,l )dT， 也(4)= Qp(蒸發(fā)相變熱),H800rHm(5 )= 373Cp, m(H2O,g)dTrHm(800K= rHm(1V rH；(2) rH；(3)rH；(4) rHm(5)解得 rH；(800K)八247.4KJ mol-12、1mol理想氣體恒溫下由10dm反抗恒外壓Pe =101.325kPa膨脹至平衡，其S 二 2.2J K _i，求 w解題思路：當(dāng)已知條件較多或不知如何利用已知條件時(shí)，可

21、以應(yīng)用逆向追蹤法求解。即先列出 W勺表達(dá)式。然后再應(yīng)用已知條件進(jìn)行計(jì)算。-V2 pedV i0i.325kPa (V2 - i0dm3)Vi式中V2已知，可利用題給的厶S值列方程解未知數(shù)。理想氣體恒T下:S = nRIn 2 = imol 8.3i4J.mol i.K i In 2 =Vii02.2 J.K1解得：V2=i3dm 則W = T0i.325kPa (i3- i0)dm3 =-304J3、imol單原子理想氣體進(jìn)行不可逆絕熱膨脹過(guò)程達(dá)到273K,i0i.325kPa,S =20.9J.KW=-1255d 求始態(tài)的 pi、V Ti3解題思路：?jiǎn)卧永硐霘怏wCv,m = ?R,Cp,m

22、二C,mI R。根據(jù)已知條件,也S =運(yùn)用熱力學(xué)第一定律和理想氣體萬(wàn)能公式SnCp,mln半TinRlP2列方程解未知數(shù)。先求得Ti和pi，然后再運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程求得Vi。解：絕熱過(guò)程Q=0則人U二Q W = 0 W = W3即“3 sWKmK=-1255J解得：Ti=373.6K又 S 二 nCp,mlnTlnRln-pi- imol 58.3i4J.mol_iK_i73imolTip2237368.315。Kf 懸二 20.9J.K解得：pi=571.194kPanRT；則V1 =云imol 8.314J mol 1 K101325Pa373.6K二 30.66dm38.315。Kf

23、懸二 20.9J.K8.315。Kf 懸二 20.9J.K4、在一個(gè)體積為20dm的密閉容器中，裝有2mol H2O,恒溫80C氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)水的飽和蒸氣壓為47.342kPa，若將上述平衡系統(tǒng)恒容加熱到100C，試求 此過(guò)程的Q,W H及AS。已知在80100C的溫度范圍內(nèi)水的恒壓摩爾熱容G,m(| )=75.75J.mol -1.K-1,H20(g)的恒壓摩爾熱容 G,m(g)=34.16J.mol -1.K-1,100 C、 101.325kPa下水的蒸發(fā)熱 億apHm =40.67kJ.mol。假設(shè)水蒸氣為理想氣體，V與Vg 相比可忽略不計(jì)。解題思路：本題與上題類(lèi)似，均為既有 PV

24、T變化又有相變的復(fù)雜過(guò)程，各熱力學(xué) 是無(wú)法直接計(jì)算。同樣運(yùn)用狀態(tài)函數(shù)法，利用題給條件設(shè)計(jì)途徑進(jìn)行計(jì)算。本題 中的系統(tǒng)可分為兩部分，即80C下的氣相部分和液相部分。氣相部分經(jīng)歷的途徑 為恒容變溫變壓的單純pVT變化，液相部分經(jīng)歷的途徑可以設(shè)計(jì)為單純 PVT變化 和相變。氣相部分和液相部分所經(jīng)歷的兩個(gè)途徑共同完成題給過(guò)程。解：題給過(guò)程可表示為：2molH2O(l) H2O(g)V = 20dm3恒容p< 4734永Pa2molH2O(l) H2O(g)V = 20dm3P2= 101.325<Pa8.315。Kf 懸二 20.9J.KTf 37315K 35315K首先計(jì)算80C下氣相

25、和液相物質(zhì)的量:ng _ p1V47342Pa 20 10 3m3RT 8.314J.mor1.K_1 353.15K二 0.3225mol口 = (2 - 0.3225)mol=1.6775mol氣相部分經(jīng)歷的途徑可表示為:0.325m olH 2O(g)V = 20dm30.325m olH 2O(g)V = 20dm3p廠 47.342kPa（i）恒容變溫變壓p廠 101.325kPaT2二 373.15KT廠 353.15K液相部分經(jīng)歷的途徑可表示為:1.6775molH2O(l )p廣 47.342kPaT廣 353.15K1.6775molH2O(l )(2)變溫變壓p2 = 10

26、1.325kPa(3T2 二 373.15KngmolH2O(g )(3)可逆相變 > (1.6775 _n g)molH2°(l) tp2 = 101.325 kPaT2二 373.15KAH廠 nCp,m(g)(T； -飛)=0.3225moh 34.16J.mor1 K" (37315- 3531§K = 22Q33J 心戰(zhàn)=nCp,m(l)(T2 -T1 1.6775noH 7575J.moK" (37315- 35315)K = 254141J絹3二ng'hapHm,其中n g'為加熱過(guò)程中蒸發(fā)的水蒸氣的物質(zhì)的量。ng&#

27、39;3 位_33101325Pa 20 10 m_3347342Pa 20 10 mRT> RT8.314J.mol.K_1 373.15K8.314J.mol.K_1 353.15K二 0.3307mol則H3 二 n'g vapHm = 0.3307mol 40.67 103J.mo13.45kJH = HH2 H3 二 16.211kJ(pV) = p2V2-pM =101325Pa 20 10“m3 - 47342Pa 20 10_3m 1079.6JU 二 H - (pV)二(16.211 - 1.0796)KJ = 15.31kJW=0Q 二 U = 15.131K

28、JT2Pd1137315aS廠 ngCpm(g)lngRl門(mén)山=0.3225mob 34.16J.mor1 K- In+T1gp2353151 一1 1 47.34210.3225mol 8.314J.mol K In1.4334J.K01.325aS尹 nlCpm(l)l門(mén)匕=1.6775mo沁 75.75J.mo K- ln 373.15 = 7.0J.K"1 p,T1353.15o n 'g vapHmS3二 36.043J.K_10.3307mol 40.67 103J.mo1353.15KS 二 S S2S3 二(一 1.4334 7.0 36.043)J.K41.

29、61J.K-1P202T161 mol單原子理想氣體，從始態(tài)273K, 100KPa分別經(jīng)下列可逆變化到各自的終 態(tài)，試計(jì)算各過(guò)程的Q，W， U，H，G，A和'S。已知該氣體在273K, 100kPa 的摩爾熵 Sm=100J K-1 mol-1.恒溫下壓力加倍解：丁理想氣體，dT =0,二=0, H =0,V2V2PQ=-W=PdV尸 nRTIn= nRTlnWV1、/VF2=1 8.314 273 ln1=-1573JQ -1573S 二 T27亍=-5.76J k1G = H 一 T S = -T S 二 1573JA U - T S 二-T S=1573J恒壓下體積加倍解：理想

30、氣體，dP=o,VVI273=546Kwpavp(V2-v)p(2VV)pV二nRT 1 8.314 273=-2270jT2= Qp = T CpdT 二 nCp,m(T2 - T )T15 8.314=1(546-273)=5674J,U = (PV P V=5674-2270=3404J,:Cfgm"1心4 ln5462273= 14.4J K1S= 21)-21),或 Sn=Sn(TJ-Sn(T)Sm(T2p Sm(T) Sm TOO 144= 114.4 J K1 mol-(TzETQ)=5674-(546 X 114.4-273 X 100)=-29488JA U (TC

31、SO=3404-(546 X 114.4-273 X 100)=-31758J恒容下壓力加倍 解：理想氣體，dV =0, W=0P2P=546Ku g 二 nCUE F3 8.314=1 丁 (546-273)=3404jT2H 二 T CpdT 二 nCP,m(T2 - T1 )T1=15 8.3142(546 - 273) =5674J,= n 5ml n2T1 TT112273-1=8.6J K”s=se)-st),或込 Sm=Sm(E)Sn(T)SXE)占(GSmT00 8.6= 108.6 J K1 mol=5674-(546 X 108.6-273 X 100)=-26322JA U （區(qū)-爪）=3404-(546 X 108.6-273