物理化学课后习题答案.doc

第一章1.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100C，另一个球则维持0C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。标准状态：因此，1.8如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。H23dm3P(H2）TN21dm3P(N2)T保持容器内温度恒定,抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力；计算混合气体中H2和N2的分压力；计算混合气体中H2和N2的分体积。第二章2.21mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态水，求过程的功。假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。2.111mol某理想气体与27℃，101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97.0℃，250.00kpa。求过程的W,Q,ΔU,ΔH。已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol-1*K-1。2.15容积为0.1m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0C，4mol的Ar(g)及150C，2mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则2.25冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1*K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76.28J*mol-1*K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*mol-1*K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。2.26已知水（H2O,l）在100C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=75.75J*mol-1*K-1和Cpm（H2O,g）=33.76J*mol-1*K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。2.29应用附录中有关物资的热化学数据，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2.31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）及二氧化碳（CO2,g）的标准摩尔生成焓分别为、、及。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2.38某双原子理想气体1mol从始态350K，200kpa经过如下五个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。恒温可逆膨胀到50kpa；恒温反抗50kpa恒外压不可逆膨胀；恒温向真空膨胀到50kpa；绝热可逆膨胀到50kpa；绝热反抗50kpa恒外压不可逆膨胀。第三章3.9始态为，的某双原子理想气体1mol，经下列不同途径变化到，的末态。求各步骤及途径的。（1）恒温可逆膨胀；（2）先恒容冷却至使压力降至100kPa，再恒压加热至；（3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa，再恒压加热至。解：（1）对理想气体恒温可逆膨胀，U=0，因此（2）先计算恒容冷却至使压力降至100kPa，系统的温度T:（3）同理，先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa时系统的温度T:根据理想气体绝热过程状态方程，各热力学量计算如下3.155mol单原子理想气体从始态300K，50kpa，先绝热可逆压缩至100kpa，再恒压冷却使体积小至85dm3。求整个过程的W,Q,ΔU,ΔH及ΔS。3.21绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为2mol的200K，50dm3的单原子理想气体A，另一侧为3mol的400K，100dm3的双原子理想气体B。今将容器中的绝热隔板撤去，气体A与气体B混合达到平衡。求过程的。解：过程图示如下系统的末态温度T可求解如下系统的熵变注：对理想气体，一种组分的存在不影响另外组分。即A和B的末态体积均为容器的体积。3.22绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板两侧均为N2(g)。一侧容积50dm3，内有200K的N2(g)2mol；另一侧容积为75dm3,内有500K的N2(g)4mol；N2(g)可认为理想气体。今将容器中的绝热隔板撤去，使系统达到平衡态。求过程的。解：