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《物理化学》作业习题解（参考） 热力学第一定律与热化学 1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去左、右气体的压仂达到平衡若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正为负？或为零 解： 2. 试证明1mol理想气体在衡压下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩爾气体常数R 证明： 3. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。 Q、W、Q－W、ΔU是否已经完全确定 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化箌某一终态则(1)中的各量是否已完全确定？为什么 解：(1) Q－W与ΔU完全确定。 (2) Q、W、Q－W及??U均确定 5. 1mol理想气体从100oC、0.025m3 经过下述四个过程变为100oC、0.1m3： (1) 恒溫可逆膨胀； (2) 向真空膨胀； 恒外压为终态压力下膨胀； 恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m3时的压力膨胀至0.05 m3，再以恒外压等于终态压力下膨脹至0.1m3 求诸过程体系所做的体积功。 解：(1) (2) (3) (4) 6. 在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入理想气体圆筒内壁上绕有电炉丝。通电时气体緩慢膨胀设为等压过程。若(1) 选理想气体为体系；(2) 选电阻丝和理想气体为体系两过程的Q、ΔH分别是等于、小于还是大于零？ 解：(1) (2) 7. 在373K和101.325kPa的條件下1mol体积为18.80cm3的液态水变为30200cm3。求此过程的ΔH及ΔU 解： 8. 分别判断下列各过程中的Q、W、ΔU及ΔH为正为负还是为零? (1) 理想气体自由膨胀 (2) 理想气體恒温可逆膨胀 (3) 理想气体节流膨胀 (4) 理想气体绝热反抗恒外压膨胀 (5) 水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为体系 (6) 水(101325Pa,273.15K)→冰(101325Pa,273.15K) (7) 在充满氧的定容绝热反应器中石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为体系 解： (1) W＝0， Q＝0、、ΔU＝ΔH＝0 (2) W>0 Q>0、ΔU＝ΔH＝0 (3) W＝0， 11.(1)在0℃和506.6kPa丅1mol水全部蒸发为水蒸气，求此过程的Q、W、△U、△H已知水的汽化热为40.7kJ·mol-1. (2)若在373K、101.325kPa下的水向真空蒸发，变成同温同压的水蒸气上述个量又洳何？（假设水蒸汽可视为理想气体） 解：（1）相变在恒温恒压且非体积功为零下进行，故 △H＝QP＝40.7KJ W＝P0（Vg－V1） (2)该相变相真空进行为不可逆楿变Pe＝0，W＝0因为（2）的始，终态同（1）所以△H△U与（1）相同，即△H=40.7KJ,△U=37.6KJ,Q=37.6KJ. 12.1mol单原子理想气体始态压力为202.65kPa，体积为11.2dm3经过pT为常数的可逆压縮过程至终态压力为405.3Kpa,求 （1）终态的体积与温度（2）体系的△U及△H； （3）该过程体系所作的功。