习题一-——热力学第一定律g.

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课后习题,1.一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左、右气体的压力到达平衡。假设以全部气体作为系统，则U、Q、W为正?为负?或为零?,解：以全部气体为系统，经过所指定的过程，系统既没有对外作功，也无热传递。所以W、Q和U均为零。,4分别推断以下各过程中的Q、W、U、H为正、为负还是为零？,1抱负气体自由膨胀。,2抱负气体等温可逆膨胀。,答：由于抱负气体等温可逆膨胀，所以 ，膨胀对外做功WV1，所以W0；又由于水凝固放热，故Q 0；则,；,。,6在布满氧的定容绝热反响器中，石墨猛烈燃烧，以反响器及其中全部物质为系统。,答：由于绝热、等容，所以Q=0，W=0，则 ；,系统内发生反响C(s)+O2(g)CO2(g)，由反响式可见，系统内的气体分子数保持不变，但随着反响的绝热进展，系统的温度上升，压力增大，而体积不变，因此：,，故,，,，,7推断以下说法是否正确：,答：错，取决于系统的始终态,但仍旧与过程有关。,4由于,，,，所以,、,是特定条件下的状态函数。,5气缸内有肯定量的抱负气体，反抗肯定外压作绝热膨胀，则 =0.,答：错。这是一个等外压过程，不是等压过程，绝热膨胀时，Q0，不是Qp0。绝热膨胀后，p2 p1，T2 T1，抱负气体的焓是温度的函数，该过程中H 0。,81mol抱负气体，始态为2101.325 kPa、11.2dm3，经pT常数的可逆过程压缩到终态为4101.325 kPa，CV=3/2R。求：1终态的体积和温度。,2U和H3所作的功。,解：(1)T1=p1V1/nR K,因pT=常数,故T2=p1T1/p2=202.65273/405.3=136.5K,V2=nRT2/p2=8.314136.5/405.3=2.8dm3,(2)单原子抱负气体CV,m=3/2 R,Cp,m=5/2 R,U=CV(T2T1)=3/28.314(136.5273)=1702 J,H=Cp(T2T1)=5/28.314(136.5273)=2837 J,(3)pT=B,p=B/T V=RT/p=RT2/B,dV=(2RT/B)dT,非等温，非等压，非绝热,91mol抱负气体从373.15K、0.025m3经下述四个过程变为373.15K、0.1m3：,1等温可逆膨胀；,2向真空膨胀；,3等外压为终态压力下膨胀；,4等温下先以等外压等于气体体积为0.05m3时的压力膨胀至0.05m3，再以等外压等于终态压力下膨胀至0.1m3。,求诸过程系统所作的体积功。,解：,1,2,4,=,3102J,3,10在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入抱负气体，圆筒内壁上绕有电炉丝。通电时气体缓慢膨胀，设为等压过程。假设1选抱负气体为系统；2选电阻丝和抱负气体为系统。两过程的Q、H分别是等于、小于还是大于零。,解：1由于是等压过程且非体积功为零，所以,吸热。,2由于是绝热 Q=0，且非体积功不为 零，所以,13证明,并证明对于抱负气体有,证：,，,H=U+pV,15,298.15K,的,0.5g,正庚烷在,等容,条件下完全燃烧使热容为,8175.5JK,-1,的量热计温度上升了,2.94,，求正庚烷在,298.15K,完全燃烧时的,H,。,解：,C,7,H,16,(1)+11O,2,(g)=7CO,2,(g)+8H,2,O(1),M(C,7,H,16,)=100,19反响N2g+3H2g 2NH3g在298.15K时的 ，求此反响在398.15K时的 。：,解：,解题心得,1 抓关键字词：等温，等容，绝热,2 找隐含条件：双原子，单原子，抱负气体,3 找准公式,4 计算准确，单位,本章小结,一、重要概念 系统与环境，封闭系统，功，热，内能，焓，热容，状态与状态函数，过程函数(Q，W)，可逆过程，真空膨胀过程，标准反响焓，标准生成焓，标准燃烧焓,二、重要公式与定义式,1.体积功：,2.热力学第肯定律：U=Q+W，dU=Q+W,3.焓的定义：H=U+pV H=U+(pV),4.热容：,定容摩尔热容 Cv，,定压摩尔热容 Cp，,抱负气体的热容通常状况下可以近似为常数：,单原子分子：Cp,m=(5/2)R，CV,m=3/2R,双原子分子或线型多原子分子：,Cp,m=7/2R，CV,m=5/2R,5.标准摩尔反响焓：由标准生成焓 或标准燃烧焓 计算,6.基希霍夫公式(适用于化学反响过程),7.恒压摩尔反响热与恒容摩尔反响热的关系式,8.抱负气体的可逆绝热过程方程：,三、各种过程,Q,、,W,、,U,、,H,的计算,1解题时可能要用到的内容对于气体，题目没有特殊声明，一般可认为是抱负气体。(1).等温过程:体系的始态温度等于终态的温度，且始终等于环境的温度的过程。T始T终T环常数,对抱负气体，T=0，U=H=0，Q=W,若气体为理想气体，又是等温可逆过程，则,2等压过程：p=p外=常数，无其他功W”=0体系的始态压强等于终态的压强，且始终等于环境的压强的过程。P始P终P环常数,(1)真空膨胀过程p外=0，W=0，Q=U(2)W=-p外(V2-V1),H=Qp=n Cp，U=H-(pV)，Q=U-W,3.,恒容过程：,dV=0 W=0,，,U=Q,V,=,U=n C,V,dT,，,H=,U+V,p,4,绝热过程：,Q=0(1),绝热可逆过程,W=-pdV=,U=nC,V,dT,，,H=,U+,(pV)(2),绝热一般过程：由方程,W=-p,外,dV=,U=n C,V,dT,，建立方程求解。,5.相变过程S(a)S(b)：(1)可逆相变(正常相变或平衡相变)：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水在常压下的0 结冰或冰溶解，100 时的汽化或分散等过程。,(2)不行逆相变：利用状态函数与路径无关的特点，依据题目所给的条件，设计成题目给定或依据常识知道的(比方水的正常相变点)假设干个可逆过程，然后进展计算。,6化学过程：标准反响焓 的计算由298.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反响焓，留意：生成反响和燃烧反响的定义，以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系。例如 H2O(l)的生成焓与H2的燃烧焓，CO2 的生成焓与C(石墨)的燃烧焓数值等同。,本章根本要求：,1、把握状态函数的概念和特性，热力学能和焓都是状态函数。,2、把握各种条件下等温，等压，绝热，可逆等U、H、W、Q的计算。,3、把握盖斯定律，生成焓，燃烧焓等的计算,