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第一章热力学基础

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1.1mol 的理想气体,初态体积为25L,温度为100℃。计算分别通过下列四个不同过程,恒温膨胀到体积为100L时,物系所做的功。

(1)可逆膨胀;

(2)向真空膨胀;

(3)先在外压等于体积为50L时气体的平衡压力下,使气体膨胀到50L,然后再在外压等于体积为100L时气体的平衡压力下进行膨胀;

(4)在外压等于终态压力下进行膨胀。

计算的结果说明什么问题?

(①4299.07J ②0 ③3101162J ④2325.84J )2.1 mol理想气体由202650Pa、10L时恒容升温,使压力升到2026500Pa。

再恒压压缩至体积为1L。求整个过程的W、Q、ΔU及ΔH。

3.已知1molCaCO3 ( s )在900℃、101325Pa下分解为CaO(s)和CO2(g)时吸热178KJ,计算此过程的Q、W、ΔU及ΔH。

4.已知水蒸气的平均恒压摩尔热容C p,m=34.1J·K-1?mol-1,现将1 Kg100℃的水蒸气在101325Pa下,升温至400℃,求过程的W、Q及水蒸气的ΔU 和ΔH。

5.1Kg空气由25℃经绝热膨胀到-55℃。设空气为理想气体,相对分子质量近似取29,C v,m为20.92 J·K-1?mol-1。求过程的Q、W、ΔU及ΔH。6.在容积为200L的容器中放有20℃、253313Pa的某理想气体,已知其C p,m=1.4C v,m,求其C v,m值。若该气体的热容近似为常数,试求恒容下加热该

气体至80℃时所需的热是多少。

7.2 mol理想气体,分别经下列三个过程由298K、202650Pa变到298K、101325Pa,分别计算W、Q、ΔU和ΔH的值。

(1)自由膨胀;

(2)始终对抗恒外压101325Pa膨胀;

(3)可逆膨胀。

8.计算下列相变过程的W、Q、ΔU及ΔH。

(1)1g水在101325Pa、100℃下蒸发为蒸汽(设为理想气体)。

(2)1g水在100℃、当外界压力恒为50662.5Pa时,恒温蒸发,然后,将蒸气慢慢加压到100℃、101325Pa。

(3)将1g、100℃、101325Pa的水突然移放到恒温100℃的真空箱中,水气即充满整个真空箱,测其压力为101325Pa。(正常沸点时,水的摩尔汽化热为40662 J?mol-1)。

比较三个过程的计算结果,可以说明什么问题?

9.计算在298K、101325Pa时下列反应的ΔrH°。

Fe2O3 ( s )+3CO( g ) →2Fe(s)++3CO2 ( g )

有关热力学数据如下:

物质Fe2O3 ( s ) CO( g ) Fe(s) CO2 ( g )

Δf H°m(KJ?mol-1) 824.2 110.52 0 393.51

10.已知:C2H5OH ( l )的Δc H°m(298)=-1366.8 KJ?mol-1,

CO2 ( g ) 的Δf H°m(298)=-393.51 KJ?mol-1,

H2O( l ) 的Δf H°m(298)=-285.83 KJ?mol-1。

求C2H5OH ( l )的Δf H°m(298)=?

11.已知在一定条件下下列反应的Δr H°

(1) Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2 Δr H1=93.3 KJ

(2)Na2O+SiO2→Na2SiO3 Δr H2=228.4 KJ

求反应Na2CO3→Na2O +CO2的Δr H°。

12.(1)20g液体乙醇在101325Pa、78℃时蒸发为气体,已知其蒸发热

558 J·g-1,每1g蒸气体积为607ml。求该变化过程的ΔU、ΔH、Q及W。

计算时可略去液体的体积。

(2)若将20g、78℃、101325Pa的液体乙醇突然移放到恒温78℃的真空容器中,乙醇立即蒸发并充满整个容器,最后测得气体压力为101325Pa,

温度为78℃。求此过程的ΔU、ΔH、W及Q。

13.2Kg的空气与恒温热源接触,从1013250Pa可逆膨胀到202650Pa,此过程的功为343490J。设空气平均分子量为29,且可视为理想气体,求:(1)空气在初态和终态的体积;

(2)空气的熵变ΔS。

14.在25℃将1mol氧气从101325Pa恒温可逆压缩到607950Pa,求此过程的Q、W和氧气的ΔU、ΔH、ΔF、ΔG和ΔS。

15.在100℃、101325Pa时,1mol水转变为水蒸气的相变过程中Q、W、Δ

U、ΔH、ΔS、ΔF及ΔG各为多少?

(已知在100℃时水的汽化热为40.59KJ?mol-1)。

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