当前位置:首页 >> 农林牧渔 >>

1理想气体等温可逆膨胀


第一章

习题

1.理想气体等温可逆膨胀,体积从 V1胀大到10V1 ,对外作了 41.85kJ 的功,体系
的起始压力为 202.65kPa。 (1)求V1。 (2)若气体的量为 2mol,试求体系的温度。

2. pθ 及 423K时, 1mol NH3等温压缩到体积等于 10dm3,求最少需作功多少? 在 将
(1)假定时理想气体。 (2)假定服从于范德华方程式。已知范氏常数:
a = 0.417Pa ? m 6 ? mol-2 , b = 3.71× 10?5 m 3 ? mol-1

3. 10mol 的气体(设为理想气体) ,压力为 1013.25kPa,温度为 300Kk,分别求出
等温时下列过程的功: (1)在空气中(压力为 pθ )体积胀大 1dm3。 (2)在空气中膨胀到气体的压力也是 pθ 。 (3)等温可逆膨胀至气体的压力为 pθ 。

4.在 373.2K和 pθ 压力下,使 1mol H2O(l)汽化。已知水在汽化时吸热 40.69
θ θ kJ·mol-1,求:(1) WR ,(2) Δ vap U m ,(3) Δ vap H m 。

5. 已知在 373K和 pθ 时,1kg液态水的体积为 1.043dm3,1kg水汽的体积为
1667dm3,水的等压蒸发热为 40.63kJ· -1。 1mol液态水, 373K和外压为 pθ mol 当 在 时完全蒸发成水蒸气时,试求: (1)蒸发过程中体系对环境所作的功。 (2)假定液态水的体积略而不计,试求蒸发过程中的功,并计算所得结果 的百分误差。 (3)假定把蒸气看作理想气体,且略去液态水的体积,求体系所作的功。 (4)求(1)中变化的 Δ vap H m 和 Δ vapU m 。 (5)解释何故蒸发热大于体系所作的功?

-1-

6. 1mol 单原子理想气体,经环程 A、B、C 三步,从态 1 经态 2、态 3 又回到态
1,假设均为可逆过程。已知该气体的 CV ,m = 充下表。
3 R 。试计算各个状态的压力 p 并填 2

44.8

3

V / dm3mol-1

C

B

22.4

1

A

2

O

273

546

T/K

步骤 A B C

过程的名称

Q

W

ΔU

7.设有压力为 pθ 、温度为 293K的理想气体 3dm3,在等压下加热,知道最后的
温度为 353K为止。计算过程中的 W、ΔU、ΔH 和Q。已知该气体的等压热容为

C p ,m = (27.28 + 3.26 ×10?3 T / Κ )J ? K -1 ? mol-1 。

8. 在标准压力 pθ 下,把一个极微小得冰块投入 0.1kg、268K(即-5℃)的水
中(过冷) ,结果使体系的温度变为 273K,并有一定数量的水凝结成冰。由于过 程进行得很快,可以看作是绝热得。已知冰的溶解热为 333.5kJ·kg-1,在 268~ 273K之间水的比热为 4.21kJ·K-1·kg-1。 (1)写出体系物态的变化,并求出 ΔH 。 (2)求析出冰多少克。

9. 理想气体经可逆的多方过程膨胀, pV n = C 。式中 C、n 均为常数, n > 1 。
(1)若 n = 2 ,1mol 气体从 V1 胀大到 V2 ,T1 = 573Κ , T2 = 473Κ ,求过程中的
-2-

W。
(2)如 CV ,m = 20.9J ? K -1 ? mol-1 ,求 Q 、 ΔU 和 ΔH 。

A B 10. 以 1mol理想气体 2) (N 为介质形成下列循环: → B ,等温可逆过程; → C ,
等容过程; C → A ,绝热可逆过程。已知 TA = 1000K 、 VA = 1dm 3 、 VB = 20dm 3 . (1) 画出此循环 p-V 图。 (2) 求 A 、 B 、 C 各状态下的 T 、 p 、 V 。 (3) 求各种变化的 ΔU 、 ΔH 、 Q 、 W 。

11. 一个热力学封闭体系,如图所示。设活塞在水平方向没有摩擦且绝热,活
塞两边室内含有理想气体各为 20dm3,温度为 298.2K,压力为 pθ ,逐步加热气 缸左边气体直到右边的压力为 2× pθ ,已知 CV ,m = 20.92J ? K -1 ? mol-1 ,气体为双 原子理想气体,试计算:

(a)气缸右边的压缩气体做了多少功? (b)压缩后右边终态温度为多少? (c)膨胀气体贡献了多少热量?

12. 1mol 单原子理想气体,始态为 2 ×101.325kPa、 11.2dm3 ,经 pT = 常数的可
逆过程(即过程 pT = 常数)压缩到终态为 4 × 101.325kPa ,已知 CV ,m = (1) 终态的体积和温度。 (2) ΔU 和 ΔH 。 (3) 所作的功。

3 R 。求: 2

?C ?U ?V ?H 并证明对于理想气体有 ( ) p = C p ? p( ) p , )T = 0, ( V )T = 0 . ?T ?T ?V ?V ?U ?T 14. 证明: ( ) p = C p ( ) p ? p ?V ?V

13. 证明: (

-3-

(C p ? CV ) = ?(

?p ?H )V [( )T ? V ] ?T ?p

15. 1mol氢在 298.2K和压力为 pθ 下经可逆绝热过程压缩到 5dm3,计算:
(1)氢气的最后温度。 (2)氢气的最后压力。 (3)需作功多少焦耳。

16. 在 298K时,有一定量的单原子理想气体 (CV ,m = R) ,从始态 20×
101.325kPa及 20dm3经下列不同过程膨胀到终态压力为 101.325kPa, ΔU , ΔH , Q 求
及W 。 (1)等温可逆膨胀。 (2)绝热可逆膨胀。
θ 17. 根据下列反应的反应热,求 298.15K 时 AgCl 的生成热 Δ f H m (AgCl,T) 。

3 2

Ag2O(s) + 2HCl(g) = 2AgCl(s) + H2O(l)

θ Δ r H m (T ) = ?324.9kJ ? mol-1 θ Δ r H m (T ) = ?30.57kJ ? mol-1 θ Δ r H m (T ) = ?92.31kJ ? mol-1

(1) (2) (3)

2Ag(s) +

1 O2(g) = Ag2O(s) 2 1 1 H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) 2 2 1 H2(g) + O2(g) = H2O(l) 2

θ Δ r H m (T ) = ?285.84kJ ? mol-1 (4)

18. 0.500g 正庚烷放在弹形量热计中,燃烧后温度升高 2.94K。若量热计本身
及其附件的热容量为 8.177kJ ? K -1 ,计算 298K 时正庚烷的燃烧焓(量热计的平均 。 温度为 298K)
θ 19. 在 298.15K 及 pθ 压力时,设环丙烷、石墨及氢的燃烧焓 (ΔC H m ) 分别为 θ -2092、 393.8 及-285.84 kJ ? mol-1 。 - 若已知丙烯 (气) Δ f H m = 20.5kJ ? mol-1 , 的

试求:
θ (1)环丙烷的 Δ f H m 。

(2)环丙烷异构化变为丙稀的 Δ r H m 。

20. 已知在 298K 及标准压力 pθ 下,石墨升华为碳原子的升华热估计为
-4-

的离解热为 431.7kJ ? mol-1 。CH4的生成焓为 711.1kJ ? mol-1 , H 2 = 2H(气)
1 根据上述数据计算 C(g)+4H(g)=CH 4 (g) 的 Δ r H m 。 这个数值的 称 -74.78kJ ? mol-1 。 4

为 C-H 键的“键焓” (平均值) 。

21. 反应H2(g) + O2(g) = H2O(l),在 298K时,反应热为 ?285.84kJ ? mol-1 。试
θ 计算反应在 800K时的热效应 Δ r H m (800Κ ) 。

1 2

已知:H2O(l)在 373K、 pθ 时的蒸发热为 40.65kJ ? mol-1
C p ,m (H 2 )=29.07J ? K -1 ? mol-1 ? (8.36 × 10?4 J ? K -2 ? mol-1 )T C p ,m (O 2 )=36.16J ? K -1 ? mol-1 + (8.45 × 10?4 J ? K -2 ? mol-1 )T C p ,m {H 2 O(l)}=75.26J ? K -1 ? mol-1 C p ,m {H 2 O(g)}=30.00J ? K -1 ? mol-1 + (10.7 × 10?3 J ? K -2 ? mol-1 )T

-5-


相关文章:
第三章 热力学第二定律复习题及解答
(1)理想气体真空膨胀; (2)实际气体绝热可逆膨胀; (3)水在冰点结成冰; (4)理想气体等温可逆膨胀; (5)H2(g)和 O2(g)在绝热钢瓶中生成水; (6)等温等压...
物理化学1
下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 *. 2 分 (0279) 0279 一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀绝热可逆膨胀到具有相同压力的 终...
物化试题计算题
物化试题计算题 - 1.1mol 理想气体从 298.15K,2P0 经下列两条途径到达压力为 1 P0 的终态:(1)等温可逆膨胀;(2)自由膨胀,试求这两过程的 ΔU、ΔH、...
第一章-热力学第一、二定律试题及答案
第一章热力学第一定律 一、选择题 1-A; 2-C; 3-A; 4-D; 5-B; 6-...理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力,则其终态...
第一章 习题答案(科学出版社)
2 dm3 的双原子理想气体体系以下述二个过程恒温膨胀至压 力为 101.325 kPa,...(1)等温可逆过程; (2)绝热可逆过程。 解:( 1)等温过程: ?U ? 0,?H ?...
某1mol理想气体在温度T=273.15K时等温可逆体积膨胀为原...
某1mol理想气体在温度T=273.15K时等温可逆体积膨胀为原来的3倍,则这一过程的焓变为()。 A.△H=2494.9J·mol-1 B.△H=-2494.9J·mol-1 C.△H=Q D...
热力学第一定律习题及答案
气体从(298K,101325Pa)可逆变化到(373K,10132.5Pa ) 8) 一定量的理想气体,从同一初态分别经历等温可逆膨胀绝热可逆膨胀到具有相同压力 的终态,终态体积...
大学物理化学期末习题集
在 100 ℃,101325 Pa 下,1mol 水全部向真空容器气化为 100 ℃,101325 Pa...S__。 8. 理想气体等温可逆膨胀, Q = -W; △ G = △ A = Wr, ?U...
第二章 热力学第一定律(总复习题)
第二章 热力学第定律(总复习题) - (C)恒压过程 ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀,则 ( ) 、 选择题 (A)Q...
热力学物理化学考试题目
. Δ G=0 的过程应满足的条件是 (A) 等温等压且非体积功为零的可逆过程 ...理想气体在自由膨胀过程中, 其值都不为零的一组热力学函数变化是 (A) Δ U...
更多相关标签: