发布时间 : 星期六 文章物理化学期末考试题库(上下册)更新完毕开始阅读35f9d4144128915f804d2b160b4e767f5bcf80cb
?1?S??S1??S2?19.14?8.70?10.44(J?K)
18、1mol单原子理想气体从状态A出发，沿ABCA经历一次循环，
TA?400K,V2?2V1,
p2?2p1。求（1）AB定容过程Q、W、?U、?S；（2）BC定压过程Q、
?S；（3）
CA过程Q、W；(4)整个过程?G、?S、W。
解：（1）AB过程是一个定容过程，但不是定温过程
pAVA?nRTA,pBVB?nRTB，pA?2pB，
VA?VB，因此
TB?
PB1TA?TAPA21??400?200(K) 2p2pp1 ?U??nCp,mdT?nCV,m?T
3?1??8.314?(200?400)
2??2494(J)V1VV2由于dV=0，因此
WAB?0,?U?Q1??2494(J)
?SAB??dUT23200dT?nCV,mln?1??8.314?ln??8.64(J?K?1) TT12400（2）BC过程是定压过程，也不是定温过程 pBVB?nRTB,pCVC?nRTC,pB?pC2VB?VC TC?VCTB?2TB?2?200?400(K) VB
?H??nCp,mdT?nCp,m(TC?TB) 5?1??8.314?(400?200)?4157(J)2 ?H?Q2?4157J
虽然该过程是一个定压过程，但熵是一个状态函数，可以用可逆过程熵变的公式计算。
?S??dU?pdVdHT2dT??dT?nCp,mlnTTT1
5400??8.314?ln?14.41(J?K?1)2200
（3）CA过程是定温压缩过程 ?U??H?0
W???pedV???nRTV1dV??nRTlnVV2
1??1?8.314?400?ln??2305(J)2 Q3??W??2305J
?SAC??SAB??SBC??8.64?14.41?5.77(J?K?1) （4）整个循环过程
?G??S?0 Q?Q1?Q2?Q3??2494?4157?2305??642(J)
W??Q?642J
19、气体体积功的计算式W???p外dV中，为什么要用环境的压力p外在什么情况下可用体系的压力p体
答：因为体积功是反抗外压而做功，所以要用p外；当是可逆过程时，体系压力与外压相差无限小时，此时可用体系的压力。
20、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373K。已知CV,m?28.28J?mol?1?K?1。计算两过程的Q、W、?U和?H。
解：（1）理想气体定温可逆膨胀时
VV W???VpdV???V21nRTV2 dV??nRTln1VV12其中V2?2V1，T=298K，n=5mol，所以 W??5?8.314?298?ln??8587(J) 所以 ?U?0，?H?0， Q??W?8585J
T（2）Qp??H??TnCp,mdT?nCp,m(T2?T1)
2121其中
Cp,m?CV,m?R 所以
Cp,m?28.28?8.314?36.59(J?mol?1?K?1) 所以
Qp??H?5?36.59?(373?298)?10?3?13.72(kJ)
?U??T1nCV,mdT?nCV,m(T2?T1)?5?28.28?(373?298)?10?10.60(kJ)?3T2
W??U?Q?10.60?13.72??3.12(kJ)
21、容器内有理想气体，n=2mol，p=10p?,T=300K。求（1）在空气中膨胀了1dm3，做功多少（2）对抗1p?定外压膨胀到容器内压力为1p?，做了多少功（3）膨胀时外压总比气体压力小dp，问容器内气体压力
降到1p?时，气体做多少功
解：（1）在空气中膨胀，即恒定外压pe?p? W1??pe?V??105?1?10?3??100(J) （2）由理想气体状态方程V1?
?V?V2?V1?nRT(11?)p2p1
nRTnRT，有 ,V2?P1P2W2??pe?V??105?2?8.314?300?( 11?)??4504(J)105106（3）该过程为定温可逆过程
p1106 W3??nRTln??2?8.314?300?ln5?10?3??11.49(kJ)
p210
22、1mol理想气体在300K下，从1dm3定温可逆膨胀至10dm3，求此过程Q、W、?U及?H。 解：理想气体定温可逆过程 W??nRTlnV210??1?8.314?300?ln??5743(J) V11理想气体定温下?U?0,?H?0，所以 Q??W?5743(J)
23、1molH2由始态25℃以及p?可逆压缩至5dm3。求（1）最后温度；（2）最后压力；（3）过程做功。
解：（1）设氢气为理想气体，则1molH225℃时的体积为 V1?nRT1?8.314?298??24.8(dm3),V2?5dm3 P100.00