武科大物理化學(xué)第三章習(xí)題答案

1、 3.1熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律1. 選擇題選擇題（1） c; （2）d2. 不一定，如電解水過程。不一定，如電解水過程。 3.3 熵與克勞修斯不等式熵與克勞修斯不等式1.判斷下列過程熵的變化情況判斷下列過程熵的變化情況1）熵增）熵增; 2）熵減）熵減; 3）熵增）熵增; 4）熵減）熵減; （5） 熵增。熵增。2. 選擇題選擇題（1）b3. 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題（1）絕熱可逆過程的熵變等于零，絕熱不可逆膨脹過）絕熱可逆過程的熵變等于零，絕熱不可逆膨脹過程的熵變大于零，絕熱不可逆壓縮過程的熵變大于零。程的熵變大于零，絕熱不可逆壓縮過程的熵變大于零。（2）不能，因?yàn)榻^熱不可逆過程熵變大于零，絕熱可）不

2、能，因?yàn)榻^熱不可逆過程熵變大于零，絕熱可逆過程熵變等于零。逆過程熵變等于零。3.4 熵變的計(jì)算熵變的計(jì)算1. 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題 在一絕熱恒容箱內(nèi)，有一絕熱板將其分成兩部分，隔板兩邊在一絕熱恒容箱內(nèi)，有一絕熱板將其分成兩部分，隔板兩邊各有各有 1mol n2，其狀態(tài)分別為，其狀態(tài)分別為 298k、p與與 298k、10p，若以，若以全部氣體為體系，抽去隔板后，則全部氣體為體系，抽去隔板后，則q、w、u、h、s中，中，哪些為零？哪些為零？ ,1,2121,112,22120,00( )( )00000v mv mv mv mqwuncttncttttthtvsncinnrintvtvsncinnrin

3、tvsss 2.(天大教材天大教材p145，習(xí)題，習(xí)題 3.15) 5 mol單原子理想氣體，從始態(tài)單原子理想氣體，從始態(tài) 300 k，50 kpa先絕熱可逆壓縮至先絕熱可逆壓縮至100 kpa，再恒壓冷卻至體積為，再恒壓冷卻至體積為85dm3的末態(tài)。求整個(gè)的末態(tài)。求整個(gè)過程的過程的q，w，u，h及及s。3.（天大教材（天大教材p144，習(xí)題，習(xí)題3.10 ） 1mol理想氣體在理想氣體在t=300k下，下，從始態(tài)從始態(tài)100kpa 到下列各過程，求到下列各過程，求q、 s及及 siso 。（1） 可逆膨脹到壓力可逆膨脹到壓力50kpa；（2） 反抗恒定外壓反抗恒定外壓50kpa，不可逆膨脹至

4、平衡態(tài)；，不可逆膨脹至平衡態(tài)；（3） 向真空自由膨脹至原體積的向真空自由膨脹至原體積的2倍。倍。4. （天大教材（天大教材p146，習(xí)題，習(xí)題3.21）絕熱恒容容器中有一絕熱耐壓隔板，隔）絕熱恒容容器中有一絕熱耐壓隔板，隔板一側(cè)為板一側(cè)為2mol的的200k，50dm3的單原子理想氣體的單原子理想氣體a，另一側(cè)為，另一側(cè)為3mol的的400k，100dm3的雙原子理想氣體的雙原子理想氣體b。今將容器中的絕熱隔板撤去，氣。今將容器中的絕熱隔板撤去，氣體體a與氣體與氣體b混合達(dá)到平衡態(tài)，求過程的混合達(dá)到平衡態(tài)，求過程的 s。0=4002532002320=4002002222）trtrtcntcn

5、bm,vbam,va( ( ( ( ( 絕熱恒容絕熱恒容 混合過程，混合過程，q = 0, w = 0 u = 0 t2 = 342.86k 5. （天大教材（天大教材p145，習(xí)題，習(xí)題3.19） 常壓下將常壓下將100 g，27的水與的水與200 g，72的水在絕熱容器中混合，求最終水溫的水在絕熱容器中混合，求最終水溫t及過程的及過程的熵變。已知水的比定壓熱容熵變。已知水的比定壓熱容cp=4.184 j g-1 k-1。1,12,2121,2,1210,0( )( )03302.68pp mp mp mp mqqhncttn ctttksssttncinn cinttj k 6. 常壓下冰

6、的熔點(diǎn)為常壓下冰的熔點(diǎn)為0，比熔化焓，比熔化焓 fush=333.3 j g-1，水的比定壓熱容，水的比定壓熱容cp=4.184 j g-1 k-1。在一絕熱容器中有。在一絕熱容器中有1 kg，25的水，現(xiàn)向容器中加入的水，現(xiàn)向容器中加入0.5 kg，0的冰。求系統(tǒng)達(dá)到平衡后，過程的的冰。求系統(tǒng)達(dá)到平衡后，過程的 s。解：將過程看作恒壓絕熱過程解：將過程看作恒壓絕熱過程 221122120,01, 250(273.15)104.60.5273.1516.52pppppfuspfusfuspqhqkgccqm ctkjqqmhqmgkghtkmhtsssm c inj ktt 的水降溫至，放出的

7、熱量為放出的熱量可供克冰融化= 313.8還剩冰， 3.5 熱力學(xué)第三定律和化學(xué)變化過程熵變的計(jì)算熱力學(xué)第三定律和化學(xué)變化過程熵變的計(jì)算 3.6 亥姆赫茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)亥姆赫茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)1. 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題（1）（）（a） (b) (c) (d) (e) 2. 選擇題選擇題（1）a; (2) b0,0uh0s 0u0g0,0,0,0,0uhsag3. 10mol雙原子理想氣體，在雙原子理想氣體，在298k、1atm時(shí)絕熱可逆壓縮到時(shí)絕熱可逆壓縮到10atm，計(jì)算該過程的，計(jì)算該過程的q、w、 u 、 h、 s、 a和和 g。已知已知sm，l（298k）= 130.59j k-1 mol-

8、1。解：雙原子分子解：雙原子分子 = 7/5(1)1212,21,21212121()575.10,0()57.6()80.60,()304.26()281.26v mp mpttkpqsuwncttkjhncttkjsssautsus ttkjghtshs ttkj 絕熱可逆過程4. （天大教材（天大教材p148，習(xí)題，習(xí)題3.36） 已知在已知在101.325 kpa下，水的沸點(diǎn)為下，水的沸點(diǎn)為100 c，其，其比蒸發(fā)焓比蒸發(fā)焓 vaph = 2257.4kj kg-1 。已知液態(tài)水和水蒸氣在。已知液態(tài)水和水蒸氣在100 120 c范圍內(nèi)范圍內(nèi)的平均比定壓熱容分的平均比定壓熱容分 別別cp

9、(h2o,l)=4.224kj kg-1 k-1 為及為及cp(h2o,g) = 2.033kj kg-1 k-1 。今有。今有101.325 kpa下下120 c的的1 kg過熱水變成同樣溫度、壓過熱水變成同樣溫度、壓力下的水蒸氣。設(shè)計(jì)可逆途徑，并按可逆途徑分別求過程的力下的水蒸氣。設(shè)計(jì)可逆途徑，并按可逆途徑分別求過程的 s及及 g。5. （天大教材（天大教材p148，習(xí)題，習(xí)題3.40）已知化學(xué)反應(yīng)）已知化學(xué)反應(yīng)ch4(g)+co2(g)=2co(g)+2h2(g)：1）利用附錄中各物質(zhì)的數(shù)據(jù)）利用附錄中各物質(zhì)的數(shù)據(jù) ，求上述反應(yīng)在，求上述反應(yīng)在25 c時(shí)的時(shí)的 ；2）利用附錄中各物質(zhì)的標(biāo)

10、準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算上述反應(yīng)在）利用附錄中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算上述反應(yīng)在25 c時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變的數(shù)據(jù)；時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變的數(shù)據(jù)；解：解： 3.8 熱力學(xué)基本方程式及麥克斯韋關(guān)系式熱力學(xué)基本方程式及麥克斯韋關(guān)系式1. 選擇題選擇題（1）b（2）c2. 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題（1）不是）不是dg = sdt + vdp 只適用于只適用于w=0的可逆過程，的可逆過程，或者或者w=0的單相恒組成封閉系統(tǒng)。的單相恒組成封閉系統(tǒng)。 3. （天大教材（天大教材p149，習(xí)題，習(xí)題3.42） 求證求證 ： (2) 對(duì)理想氣體對(duì)理想氣體3.9 熱力學(xué)第二定律在單組分系統(tǒng)相平衡中的應(yīng)用熱力學(xué)第二定律在單組分系統(tǒng)相平衡中的應(yīng)用1. 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題（1）水）水000dphdtt vslhvdpdt2exbexb00dinphdtrthdinpdtptpt高山上低，水的沸點(diǎn)就低，煮食物就慢；高壓鍋里面高，水的沸點(diǎn)大大提高，煮食物就快。（2）2. （天大教材（天大教材p150，習(xí)題，習(xí)題3.43 ） 已知水在已知水在77時(shí)的飽和蒸氣壓為時(shí)的飽和蒸氣壓為41.891 kpa。水在。水在101.325 kpa下的正常沸點(diǎn)為下的正常沸點(diǎn)為10