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第一章 气 体1 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着原则状态下的空气。若将其中的一种球加热到100，另一种球则维持0，忽视连接细管中气体。解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相似。 2 一密闭刚性容器中布满了空气，并有少量的水。但容器于300 K条件下大平衡时，容器内压力为101.325 kPa。若把该容器移至373.15 K的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在，且可忽视水的任何体积变化。300 K时水的饱和蒸气压为3.567 kPa。解：将气相看作抱负气体，在300 K时空气的分压为 由于体积不变（忽视水的任何体积变化），373.15 K时空气的分压为 由于容器中始终有水存在，在373.15 K时，水的饱和蒸气压为101.325 kPa，系统中水蒸气的分压为101.325 kPa，因此系统的总压 (121.595 + 101.325)KPa 222.92KPa恒压恒容1 mol 抱负气体P1=202.65 KPa V1=10 dm3T1=?1 mol 抱负气体P3=2026.5 KPaV3=1 dm3T3=?1 mol 抱负气体P2=2026.5 KPa V2=10dm3T2=?第二章 热力学第一定律1. 1mol抱负气体经如下变化过程到末态，求整个过程的W、Q、U、H.解：恒容升温过程：W1= 0 J恒压压缩过程：W2= -P外(V3-V1) = -2026.5103(1-10)10-3=18.24 kJT3=T1, 根据热力学第一定律2. 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为2 mol，0 C的单原子抱负气体A，压力与恒定的环境压力相 等；隔板的另一侧为6 mol，100 C的双原子抱负气体B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的T及过程的。 解：过程图示如下 显然，在过程中A为恒压，而B为恒容，因此 同上题，先求功 同样，由于汽缸绝热，根据热力学第一定律 3. 1mol 抱负气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、DU、DH。已知此抱负气体Cp,m=30.0 JK-1mol-1。解：Wp(V2-V1) = nR(T1-T2) =18.314(300-600)= -2494.2J DU= nCV,m (T2-T1) =1(30.00-8.314)(600-300)= 6506J DH= nCp,m (T2-T1) =130.00(600-300) = 9000J Qp= DH =9000J 4. 5 mol双原子气体从始态300 K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50 kPa，在绝热可逆压缩到末态压力200 kPa。求末态温度T及整个过程的及。 解：过程图示如下 要拟定，只需对第二步应用绝热状态方程 ，对双原子气体 因此 由于抱负气体的U和H只是温度的函数， 整个过程由于第二步为绝热，计算热是以便的。而第一步为恒温可逆 5. 1 mol某抱负气体于27，101.325KPa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至97.0，250.00KPa。求整个过程的 。已知气体的CV,m = 20.92J.mol-1.K-1 . 解：1 mol 抱负气体P2=?V2=V3T2=274 mol 抱负气体P3=250KPaV3=?T3=971mol 抱负气体P1=101.325KPa V1=?T1=27对有抱负气体和只是温度的函数 该途径只波及恒压和恒容过程，W2=0 J根据热力学第一定律6. 一水平放置的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热抱负活塞，活塞左、右两侧分别为50 dm3的单原子抱负气体A和50 dm3的双原子抱负气体B。两气体均为0，100 kPa。A气体内部有一体积和热容均可忽视的电热丝。目前通过通电极其缓慢加热左侧气体A，使推动活塞压缩右侧气体B到最后压力增至200 kPa。 求： （1）气体B的末态温度 TB （2）气体B得到的功WB； （3）气体A的末态温度TA （4）气体A从电热丝得到的热QA。解：由于加热缓慢，B可看作经历了一种绝热可逆过程，B为双原子抱负气体，=7/5 设初始温度为T，初始压力为P 功用热力学第一定律求解 气体A的末态温度可用抱负气体状态方程直接求解， 将A与B的看作整体，W = 0，因此 7. 1mol 300 K、1 MPa的单原子抱负气体，绝热恒外压膨胀到压力为0.2 MPa的末态，计算整个过程的Q、W、U、H。解：绝热恒外压膨胀，Q=0 J，W=U8. 1 mol 100的水置于带活塞的汽缸中，恒定外压在101325Pa，加热使水转变为100的水蒸汽，过程吸热40.64kJ。若水蒸汽可视为抱负气体，水的体积相对水蒸气而言可忽视。计算整个过程的Q、W、U、H。解：100，101.325kPa 下水转变为水蒸气为可逆相变 Q = 40.64 kJ 9. 已知100，101325Pa的恒温恒压下，1 mol水过程吸热40.64kJ。试求1 mol水100，101325Pa 转变为同样温度，压力为40.53kPa的水蒸气，求过程的U、H 。水蒸汽可视为抱负气体，水的体积相对水蒸气而言可忽视。解：设计如图所示的另一条途径计算状态函数变化量U，H1 mol H2O(l)P=101.325 KPa T=1001 mol H2O(g)P=101.325 KPa T=100恒TU，H 1 mol H2O(g)P=101.325 KPa T=100恒T、恒P可逆相变恒T膨胀U2，H2U1，H1 恒T、恒P可逆相变过程，H1=Q1 = 40.64 kJ 水蒸气可视为抱负气体，则恒温膨胀过程U2=H2 =0 10. 100 kPa下，冰（H2O, s）的熔点为0 C。在此条件下冰的摩尔融化 热。已知在-10 C 0 C范畴内过冷水（H2O, l）和冰的摩尔定压热容分别为 和。求在常压及-10 C下过冷水结冰的摩尔凝固焓。解：过程图示如下 平衡相变点，因此 11.应用附录中有关物质在25 C的原则摩尔生成焓的数据，计算下列反映在25 C时的及。 （1） （2） （3）解：查表知 NH3(g)NO(g)H2O(g)H2O(l)-46.1190.25-241.818-285.830 NO2(g)HNO3(l)Fe2O3(s)CO(g)33.18-174.10-824.2-110.525 （1） （2） （3）12 应用附录中有关物质的热化学数据，计算 25 C时反映 的原则摩尔反映焓，规定：（1） 应用25 C的原则摩尔生成焓数据；已知（2） 应用25 C的原则摩尔燃烧焓数据。解： 查表知Compound000因 此，由原则摩尔生成焓由标 准摩尔燃烧焓13.已知25 C甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的原则摩尔燃烧焓为，甲酸（HCOOH, l）、甲醇（CH3OH, l）、水（H2O, l）及二氧化碳（CO2, g）的原则摩尔生成焓分别为、及-393.509kJ.mol-1。应用这些数据求25 C时下列反映的原则摩尔反映焓。 解：显然规定出甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的原则摩尔生成焓
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