課后習(xí)題1.一隔板將一剛性絕熱容器分為左右兩側(cè)，左室氣體的壓力大于右室氣體的壓力。現(xiàn)將隔板抽去，左、右氣體的壓力到達(dá)平衡。假設(shè)以全部氣體作為系統(tǒng)，則U、Q、W為正?為負(fù)?或?yàn)榱?解：以全部氣體為系統(tǒng)，經(jīng)過所指定的過程，系統(tǒng)既沒有對外作功，也無熱傳遞。所以W、Q和U均為零。4．分別推斷以下各過程中的Q、W、△U、△H為正、為負(fù)還是為零？〔1〕抱負(fù)氣體自由膨脹。〔2〕抱負(fù)氣體等溫可逆膨脹。答：由于抱負(fù)氣體等溫可逆膨脹，所以，，膨脹對外做功W<0，答：由于pe=0，所以W=0；又由于Q=0，所以〔3〕抱負(fù)氣體絕熱、反抗等外壓膨脹。答：由于絕熱Q=0；，,故W＜0；；又由于，所以。〔4〕水蒸氣通過蒸汽機(jī)對外做出肯定量的功之后恢復(fù)原態(tài)，以水蒸氣為系統(tǒng)。答：系統(tǒng)對外作功，故W＜0；因系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)后恢復(fù)原態(tài)，狀態(tài)函數(shù)都恢復(fù)原值，所以，；又據(jù)，所以。〔5〕水〔101.325kPa，273.15K〕→冰〔101.325kPa，273.15K〕答：，由于冰的體積大于水的體積，即VS>V1，所以W＜0；又由于水凝固放熱，故Q<0；則；。〔6〕在布滿氧的定容絕熱反響器中，石墨猛烈燃燒，以反響器及其中全部物質(zhì)為系統(tǒng)。答：由于絕熱、等容，所以Q=0，W=0，則；系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生反響C(s)+O2(g)→CO2(g)，由反響式可見，系統(tǒng)內(nèi)的氣體分子數(shù)保持不變，但隨著反響的絕熱進(jìn)展，系統(tǒng)的溫度上升，壓力增大，而體積不變，因此：，故，，7．推斷以下說法是否正確：答：錯(cuò)，取決于系統(tǒng)的始終態(tài),但仍舊與過程有關(guān)。〔4〕由于，

，所以、是特定條件下的狀態(tài)函數(shù)。〔5〕氣缸內(nèi)有肯定量的抱負(fù)氣體，反抗肯定外壓作絕熱膨脹，則=0.答：錯(cuò)。這是一個(gè)等外壓過程，不是等壓過程，絕熱膨脹時(shí)，Q＝0，不是Qp＝0。絕熱膨脹后，p2<p1，T2<T1，抱負(fù)氣體的焓是溫度的函數(shù)，該過程中ΔH<0。8．1mol抱負(fù)氣體，始態(tài)為2×101.325kPa、11.2dm3，經(jīng)pT＝常數(shù)的可逆過程壓縮到終態(tài)為4×101.325kPa，CV=3/2R。求：〔1〕終態(tài)的體積和溫度。〔2〕ΔU和ΔH〔3〕所作的功。解：(1)T1=p1V1/nRK因pT=常數(shù)故T2=p1T1/p2=202.65×273/405.3=136.5KV2=nRT-2/p2=8.314×136.5/405.3=2.8dm3(2)單原子抱負(fù)氣體CV,m=3/2R,Cp,m=5/2RΔU=CV(T2－T1)=3/2×8.314×(136.5－273)=－1702JΔH=Cp(T2－T1)=5/2×8.314×(136.5－273)=－2837J(3)pT=B,p=B/TV=RT/p=RT2/B,dV=(2RT/B)dT非等溫，非等壓，非絕熱9．1mol抱負(fù)氣體從373.15K、0.025m3經(jīng)下述四個(gè)過程變?yōu)?73.15K、0.1m3：〔1〕等溫可逆膨脹；〔2〕向真空膨脹；〔3〕等外壓為終態(tài)壓力下膨脹；〔4〕等溫下先以等外壓等于氣體體積為0.05m3時(shí)的壓力膨脹至0.05m3，再以等外壓等于終態(tài)壓力下膨脹至0.1m3。求諸過程系統(tǒng)所作的體積功。解：〔1〕〔2〕〔4〕=－3102J〔3〕10．在一個(gè)帶有無重量無摩擦活塞的絕熱圓筒內(nèi)充入抱負(fù)氣體，圓筒內(nèi)壁上繞有電爐絲。通電時(shí)氣體緩慢膨脹，設(shè)為等壓過程。假設(shè)〔1〕選抱負(fù)氣體為系統(tǒng)；〔2〕選電阻絲和抱負(fù)氣體為系統(tǒng)。兩過程的Q、ΔH分別是等于、小于還是大于零。解：〔1〕由于是等壓過程且非體積功為零，所以〔吸熱〕。〔2〕由于是絕熱Q=0，且非體積功不為零，所以13．證明并證明對于抱負(fù)氣體有證：

，H=U+pV

15．298.15K的0.5g正庚烷在等容條件下完全燃燒使熱容為8175.5J·K-1的量熱計(jì)溫度上升了2.94℃，求正庚烷在298.15K完全燃燒時(shí)的ΔH。解：C7H16(1)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2O(1)M(C7H16)=10019．反響N2〔g〕+3H2〔g〕→2NH3〔g〕在298.15K時(shí)的，求此反響在398.15K時(shí)的。：解：解題心得1抓關(guān)鍵字詞：等溫，等容，絕熱……2找隱含條件：雙原子，單原子，抱負(fù)氣體……3找準(zhǔn)公式4計(jì)算準(zhǔn)確，單位本章小結(jié)一、重要概念

系統(tǒng)與環(huán)境，封閉系統(tǒng)，功，熱，內(nèi)能，焓，熱容，狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)，過程函數(shù)(Q，W)，可逆過程，真空膨脹過程，標(biāo)準(zhǔn)反響焓，標(biāo)準(zhǔn)生成焓，標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓

二、重要公式與定義式

1.體積功：

2.熱力學(xué)第肯定律：U=Q+W，dU=Q+W

3.焓的定義：H=U+pVΔH=ΔU+Δ(pV)

4.熱容：定容摩爾熱容Cv，定壓摩爾熱容Cp，

抱負(fù)氣體的熱容通常狀況下可以近似為常數(shù)：單原子分子：Cp,m=(5/2)R，CV,m=〔3/2〕R雙原子分子或線型多原子分子：Cp,m=〔7/2〕R，CV,m=〔5/2〕R5.標(biāo)準(zhǔn)摩爾反響焓：由標(biāo)準(zhǔn)生成焓或標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓計(jì)算

6.基希霍夫公式(適用于化學(xué)反響過程)

7.恒壓摩爾反響熱與恒容摩爾反響熱的關(guān)系式

8.抱負(fù)氣體的可逆絕熱過程方程：

三、各種過程Q、W、△U、△H的計(jì)算

1．解題時(shí)可能要用到的內(nèi)容

對于氣體，題目沒有特殊聲明，一般可認(rèn)為是抱負(fù)氣體。

(1).等溫過程:體系的始態(tài)溫度等于終態(tài)的溫度，且始終等于環(huán)境的溫度的過程。T始＝T終＝T環(huán)＝常數(shù)對抱負(fù)氣體，△T=0，△U=△H=0，Q=W

若氣體為理想氣體，又是等溫可逆過程，則2．等壓過程：p=p外=常數(shù)，無其他功W”=0

體系的始態(tài)壓強(qiáng)等于終態(tài)的壓強(qiáng)，且始終等于環(huán)境的壓強(qiáng)的過程。P始＝P終＝P環(huán)＝常數(shù)(1)真空膨脹過程p外=0，W=0，Q=ΔU

(2)W=-p外(V2-V1),ΔH=Qp=nCp，ΔU=ΔH-Δ(pV)，Q=ΔU-W

3.恒容過程：dV=0

W=0，ΔU=QV=ΔU=nCVdT，ΔH=ΔU+VΔp

4．絕熱過程：Q=0

(1)絕熱可逆過程W=-pdV=ΔU=nCVdT，ΔH=ΔU+Δ(pV)

(2)絕熱一般過程：由方程W=-p外dV=ΔU=nCVdT，建立方程求解。

5.相變過程S(a)→S(b)：

(1)可逆相變(正常相變或平衡相變)：在溫度T對應(yīng)的飽和蒸氣壓下的相變，如水在常壓下的0℃結(jié)冰或冰溶解，100℃時(shí)的汽化或分散等過程。

(2)不行逆相變：利用狀態(tài)函數(shù)與路徑無關(guān)的特點(diǎn)，依據(jù)題目所給的條件，設(shè)計(jì)成題目給定或依據(jù)常識知道的(比方水的正常相變點(diǎn))假設(shè)干個(gè)可逆過程，然后進(jìn)展計(jì)算。

6．化學(xué)過程：標(biāo)準(zhǔn)反響焓的計(jì)算

由298.15K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓或標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反響焓，

留意：