物理化学课后习题总结要点.docx

第一章化学热力学
. 1mol单原子理想气体，始态为 Pi = 202650Pa, T〔=273K,沿可逆途径P/T =常数至终态, 压力增加一彳to 计算 Vi, V2, T2, Q, W, Vi, AH,, AU。
解答:
vi5
Pi
mol K^x 273K 3
-
202650Pa J
因为P/V=常数，所以:
T2
V2
P2V2
nR
=
「 M 2 M 202650、3
m
'、 202650Pa !
m2父 202650Pa

[imol mol K 上,
AU = nCV,m(T2 —Ti) =
AH=nCP，m (T2 -Ti) =
V2 V2 K 2 1 1
W = vi PdV = m KVdV = —(V2 - Vi ) =392V2 — PiVi) =
Q= AU-W=
.在p9口 K下，把imol水蒸气可逆压缩为液体，计算 Q, W, AUm, AHm, AFm,
iGm和ZiSm。 K和p卯，水的摩尔汽化热为 kJ mol-1。
解答：当外压恒定时： W = —pAVm= p[V m(l) — Vm(g)] 乎Vm(g) = RT = kJ mol-1
此时：Qp= 2Hm= — AvapH m= - kJ mol , (2 分)
AUm = 2Hm — pAVm= - kJ mol-1 (2 分)
AGm = 0
_ -1
AFm = Wr= kJ mol
ASm= Qr/T = - J K-1 mol
.今有A, B, C三种液体，其温度分别为 303 K, 293 K, 283 K。在恒压下，若将等质
量的A与B混合，混合后终态温度为 299 K;若将A与C等质量混合，则终态温度为 298
K。试求B与C等质量混合的终态温度。(设所有混合过程均无热的损失 )
解答：A、B 混合：m(TA-Ti)Cp,A=m(Ti-TB)Cp,B
带入数据得：Cp,B = (2/3) C p,A
A、C 混合：m(TA-T2 )Cp,A = m(T2-Tc)Cp, c
得：Cp,c = (1/3)Cp,a
B、C 混合：m(TB-T)C p,B = m (T-T c)Cp,c
得BC等质量混合得终态温度为： T=
2G
.试根据封闭体系热力学基本方程证明： Cp=-T(「)p
证明：由dG=-SdT+Vdp可得
■:G
H =G TS =G-T(——)p
FT
故 Cp =(* =(聿。 T T
T7 ：G
-(T( )p)
FT
FT
- Tj)
_-T(：T2)p
p广 1 013X10JPa ^= dirf ^700 K
PL 1,0l3Xi05Pa
V}= 3 dm3
7】二400 K
.经历下述可逆等压过程：
可逆等压
4
此体系的Cp= 20 JK-1,始态嫡Si= 30 JK-1。计算过程的Q,W及体系的AU,AH,AS,苏,
AG的值。
T2
解答：封闭体系可逆等压过程中， Qp= H = C CpdT = kJ
体积功：W = — p(V2—Vi) = — J
AU = Q + W = kJ
T 2
S = Cp dln(T/K) = C pln(T2/Ti) = J K
_ _ _ _ -i
S2=AS +ASi= J K -
苏=AU— ATS) = - kJ
二=AH— ATS) = - kJ
.请分别根据条件(a)和条件(b)计算说明以下两种状态的的水哪一个更稳定。
H2O (l, , p6) (2) H2O (g, , p9)。已知如下数据：
(a)
(b) H2O (l, , p 0) 一 H2O (g, , p0)的 ArHm"= ,
-3 -1 -1 -1 -1
Cp，m(H2O, g) = + 10 T J K mol , Cp，m(H2。，l) = J K mol
解答：由Gibbs判据P43,计算斗犬态(1)到(2)的Gibbs自有能变化就能判断哪种状态更