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第二章热力学第一定律1.始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热途径b为恒压加热过程求途径b的与天大2.5题）解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3求整个过程的天大2.10题）解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉与恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律3.单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态求末态温度与过程的天大2.18题）解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能 量因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以4. 1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU与ΔH。

(1）等压冷却，然后经过等容加热；（2） 等容加热，然后经过等压冷却　解：Cp,m=2.5R, CV,m=1.5R（1）10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K 0.2470dm3 0.09858 dm3 0.09858 dm3 Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3××0.2470=0（2）10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K 0.2470dm3 0.2470dm3 0.09858 dm3 Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3××0.2470=0计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。

5.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的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相 等；隔板的另一侧为6 mol，100 °C的双原子理想气体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与过程的解：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6.1mol 理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、DU、DH已知此理想气体Cp,m=30.0 J·K－1·mol－1解W＝－p(V2-V1) = nR(T1-T2) =1×8.314×(300-600)= -2494.2JDU= nCV,m (T2-T1) =1×4)×(600-300)= 6506JDH= nCp,m (T2-T1)=1×30.00×(600-300)= 9000JQp= DH =9000J7. 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与整个过程的与解：过程图示如下要确定，只需对第二步应用绝热状态方程，对双原子气体因此由于理想气体的U和H只是温度的函数，整个过程由于第二步为绝热，计算热是方便的。

而第一步为恒温可逆8.一水平放置的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞，活塞左、右两侧分别为50 dm3的单原子理想气体A和50 dm3的双原子理想气体B两气体均为0 °C，100 kPaA气体内部有一体积和热容均可忽略的电热丝现在经过通电缓慢加热左侧气体A，使推动活塞压缩右侧气体B到最终压力增至200 kPa求：（1）气体B的末态温度2）气体B得到的功3）气体A的末态温度4）气体A从电热丝得到的热解：过程图示如下由于加热缓慢，B可看作经历了一个绝热可逆过程，因此功用热力学第一定律求解气体A的末态温度可用理想气体状态方程直接求解，将A与B的看作整体，W = 0，因此9.在带活塞的绝热容器中有4.25 mol的某固态物质A与5 mol某单原子理想气体B，物质A的始态温度，压力今以气体B为系统，求经可逆膨胀到时，系统的与过程的解：过程图示如下将A和B共同看作系统，则该过程为绝热可逆过程作以下假设（1）固体B的体积不随温度变化；（2）对固体B，则从而对于气体B10.已知水（H2O, l）在100 °C的饱和蒸气压，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓求在在100 °C，101.325 kPa下使1 kg水蒸气全部凝结成液体水时的。

设水蒸气适用理想气体状态方程式解：该过程为可逆相变11. 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 °CX围内过冷水（H2O, l）和冰的摩尔定压热容分别为和求在常压与-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12.应用附录中有关物质在25 °C的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应在25 °C时的与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）13.应用附录中有关物质的热化学数据，计算25 °C时反应的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 °C的标准摩尔生成焓数据；（2）应用25 °C的标准摩尔燃烧焓数据解： 查表知Compound000因 此，由标准摩尔生成焓由标 准摩尔燃烧焓14.已知25 °C甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔燃烧焓为，甲酸（HCOOH, l）、甲醇（CH3OH, l）、水（H2O, l）与二氧化碳（CO2, g）的标准摩尔生成焓分别为、、与。

应用这些数据求25 °C时下列反应的标准摩尔反应焓解：显然要求出甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔生成焓15.对于化学反应应用附录中4种物质在25 °C时的标准摩尔生成焓数据与摩尔定压热容与温度的函数关系式：（1）将表示成温度的函数关系式（2）求该反应在1000 °C时的解：与温度的关系用Kirchhoff公式表示因 此，       1000 K时，。