物理化学考试题库完整
(3)同(1)、(2),ΔH = 0
W = － psur(V2－V1)= 0 ,Q = － W = 0
66、如图2、1所示,一摩尔单原子理想气体,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 =
3
3R。试计算各个状态2下的压力并填充表2、1。
273
546
22、4
1
A
2
44、8
C
B
图2、1 表2、1
步骤 A B C 解 如图可知
状态1 V1 = 22、4dm3,T1 = 273 K P1 =
nRT1 = 101、32 kPa V1过程的名称 Q W ΔU 页脚
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3
状态2 V2 = 22、4dm,T2 = 546 K P2 =
nRT2 = 202、64 kPa V2状态3 V3 = 44、8 dm3,T3 = 546 K P3 =
nRT3 = 101、32 kPa V3A过程可逆等容过程 QA =
?T2T1CVdT= Cv(T2－T1)= 34、5 J
WA = 0,ΔUA = QA = 3405 J
步骤B就是理想气体的可逆等温膨胀过程 ΔUB = 0 QB = WB = nRTln
V3 = 3147 J V2步骤C就是理想气体可逆等压过程 CP,M =CV,M+R = QC =
35R+R = R 22?T1T2CPdT= CP(T1－T2)= －5764、3 J
WC = P3(V1－V3)= －2269、7 J ΔUC= QC－WC=－3405 J 将以上结果填入表2、2 表2、2
步骤 A B C 过程的名称 可逆等容过程 可逆等温过程 可逆等压过程 Q 3405 J 3147 J －5674 J W 0 3147 J －2270 J ΔU 3405 J 0 －3405 J 67、现有三种不同液体A、B、C,温度分别为50oC、40oC、30oC。在相同压力
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条件下,若将A与B混合,终态温度为44oC;若将A与C混合,终态温度为38oC。求将B与C混合终态温度为多少？(设混合过程热损失为零。) 解 由已知可得
?nACp,m(A)(50?44)?nBCp,m(B)(40?44)?0 ?nACp,m(A)(50?38)?ncCp,m(C)(30?38)?0??nBCp,m(B)?1.5nACp,m(A) ??ncCp,m(C)?1.5nACp,m(A)若将B与C混合,则有
Q?nBCp,m(B)(40?t)?nCCp,m(C)(30?t)?0
1.5nACp,m(A)(40?t)?1.5nACp,m(A)(30?t)?0解之得 t = 35oC 将B与C混合终态温度为35oC
68、25℃、101325Pa时,HAc(B)溶于1kgH2O(A)中,所成溶液的体积V与物质的量nB的(nB =0、16~2、5mol时)关系如下:
V(cm)=1002、935+51、832nB+0、1394nB
试将HAc与H2O的偏摩尔体积表示为nB的函数,并求nB =1、0 mol时HAc与H2O的偏摩尔体积。(MH2O?18.015g?mol) 解:
?13
2
??VVB????n?B???51.832?2?0.1394nB ??T,p,nz22V?nBVBV?nBVB(HAc)1002.935?51.832nB?0.1394nB?nB51.832?2?0.1394nBVA???nAmA/MH2O1000/18.0152 ?18.068-2.5113nB当nB =1、0 mol时:
VB?51.832?2?0.1394?1.0?52.11(cm3?mol?1)
2VA?18.068-2.5113nB?18.068-2.5113?1.02?18.557(cm3?mol?1)
69、400K,10Pa, 1mol ideal gas was reversibly isothermally compressed to10Pa、 Calculate W, △H, △S, △G, △U of this process、
解:由于温度不变,而且就是理想气体体系,所以△H=0,△U=0
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可逆压缩功 W = nRTlnp2 p1106
= 1×8、314×400×ln5
10
= 7657、48(J)
Q = -W= -7657、48(J) △G = nRTlnp2= 7657、48(J) p1p27657.48-1
=-=-19、14(J·K) 400p1 △S = -nRln70、298K时,5mol 的理想气体,在(1)定温可逆膨胀为原体积的 2 倍; ( 2 )定压下加热到
-1-1
373K;(3)定容下加热到373K。已知 Cv,m = 28、28J·mol·K。计算三过程的Q、W、△U、△H与△S。
解:(1) △U = △H = 0 Q??W?nRTlnV2?5?8.314?298ln2?8.587kJ V1 ?S?nRlnV2?5?8.314ln2?28.82J?K?1 V1(2) ?H?QP?nCP,m(373?298)?13.72kJ ?U?nCV,m(373?298)?10.61kJ W = △U – QP = － 3、12 kJ ?S?nCP,mlnT2373?5?(28.28?8.314)ln?41.07J?K?1 T1298(3) ?U?QV?nCV,m(373?298)?10.61kJ ?H?nCP,m(373?298)?13.72kJ W = 0 ?S?nCV,mlnT2373?5?28.28ln?31.74J?K?1 T1298、
-1
71、已知水在100?C时的蒸发热为2259、4 Jg,100?C时90g的水蒸气凝结成液态水(设水蒸气可视为理想气体,液态水的体积可以忽略不计),求过程的Q、W、△U、△H、△S体、△S
环
、△S孤立与△G,并判断过程的自发性。
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