物理化学下册习题答案Word格式.docx
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v
v2pdv=-nrtlnv1
?
qi=-w=219.92j.
7
2
(iii)等压过程wiii=-p△v=-p(v1-v
△
t=0.0509
2.5
8.3145
(473-1419)=-1000.89jq=△u-w=-1000.89-400=-1400.89j
在整个过程中由于温度不变所以△u=0,△h=0;
q=-w=-180.08j.
此题考查了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用,内能和焓只是过于温度的函数。
所用公式有:
cp,m-cv,m=r;
△u=ncv,m△t;
△h=ncp,m△t;
w=-p△v
v
p1v1=nrt1t1=
p2p1
p1v1
=23.77k
t2=
t2=23.77k;
wi
ii=-?
vpdv=-p2(t2-t1)
qi=△ui=ncv,m△t=ncv,m(t2-t1△u2=ncv,m(t3-t2)
此题考查u=f(t);
h=f(t);
以及热力学第一定律的公式u=w+q.
105
nrtp2
-
))=22.3j
106
q=△u-w=22.3j
(iii)因是等温过程,所以△h=0,△u=0;
wv=-?
pdv=-nrtlnv1
q=-wv=57.05kj
小结:
vpdv等公式
cp,m
cv,m
=7/5
(i)由理想气体绝热可逆过程方程得:
t1v=t2v2
r-1
t2=(v2
p1v1=常数
2=(2
(iii)有题知q=0,
rt
3.04?
105?
1.43?
3=8.3145?
298.15=0.175mol
此题考查理想气体绝热可逆过程的方程应用,有t1vr-1=t2v2r-1;
p1v1=常数;
△h=△u+△pv=△u+nr△t
【篇二:
人卫版物理化学(第六版)课后习题答案详解】
物理化学教研组解
2009,7
第一章热力学第一定律与热化学
解:
?
u?
q?
w?
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尔气体常数r。
证明:
p(v2?
v1)?
nr?
t?
r
18?
3?
63
=1.96?
10(m)解:
(1)v冰=3
0.92?
10
v水==1.96?
6(m3)3
1.0?
w?
pe(v水-v冰)?
nrt?
8.314?
373?
3.101?
10(j)
(2)w?
pe(v冰?
v水)?
101325?
(1.96?
5
1.8?
5)?
0.16(j)
(2)
若在绝热条件下,使体系从某一始态变化到某一终态,则
(1)中的各量是否已完全确定?
为什么?
5.1mol理想气体从100oc、0.025m3经过下述四个过程变为100oc、0.1m3:
(1)恒温可逆膨胀;
(2)向真空膨胀;
(3)恒外压为终态压力下膨胀;
(4)恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m3时的压力膨胀至0.05m3,再以恒外压等于终态压力
下膨胀至0.1m3。
求诸过程体系所做的体积功。
(1)w?
nrtln
(2)w?
(3)pe?
v20.1?
ln?
4299(j)v10.025
nrt1?
31010(pa)v0.1
pe(v2?
31010(0.1?
0.025)?
2325(j)
(4)pe?
1?
373
62022(pa)
0.05
p1(v2?
p2(v3?
v2)?
62022(0.05?
0.05)?
1550?
3101(j)
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
(2)q?
h?
w电功?
qp?
4.067?
10(j)
4
104?
101325(30200?
18.80)?
6
3.761?
(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。
1000
300t2
(29.07-0.836?
10-3t?
2.01?
10-6t2)dt=20620.53j(29.07-0.814-0.836?
10-6t2)dt=14800j
(2)?
t1
10.在在0℃和506.6kpa条件下,2dm的双原子理想气体体系以下二个过程恒温膨胀至压力为101.325kpa,求q,w,△u,△h。
(1)可逆膨胀;
(2)对抗恒外压101.325kpa膨胀。
(1)w=nrtln
p1p1v1p506.6
=1629j=rtln1=0.446?
273?
ln
p2rt1p2101.325
△u=0,q=1629j
nrt2
v1)=809.586jp2
△h=△u=0q=809.586j
11.
(1)在0℃和506.6kpa下,1mol水全部蒸发为水蒸气,求此过程的q、w、△u、△h。
已知水的汽
-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,上述个量又如何?
(假设水蒸汽可视为理想气体)。
(1)相变在恒温恒压且非体积功为零下进行,故△h=qp=40.7kj
w=p(vg-v1)?
pvg?
rt?
3.10kj
40.7?
3.10?
37.6kj
(2)该相变相真空进行为不可逆相变,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11.2dm,经过pt为
(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。
解:
(1)
pv11/nr?
202650?
11.2?
10/8.314?
273k
pt?
常数t2?
pt11/p2?
202.65?
273/405.3?
136.5kv2?
136.5/405.3?
2.8dm3
-1-1
3-33
-23
-3
-3-2
5
(1)计算终态的温度、压力和此过程的w、△u。
(2)若该气体经恒温和恒容两步可逆过程到达上述终态,试计算q,w,△u,△h。
(1)△h=ncp,m(t2-t1)得t2=
2092?
h
+273.2=373.8k?
t1=
2.5?
8.314ncp,m
pvt105?
373.8112
p2=?
6.8?
104pa
tv273.2?
212
w=q-△u=1674-1255=419j
15.1mol双原子理想气体在0℃和101.325kpa时经绝热可逆膨胀至50.65kpa,求该过程的w和△u。
双原子理想气体cv,m=
75
rcp,m=r
22
r1-r
cp,m/cv,m=1.4tp=常数
r101.325(1-1.4)/1.5p1
50.65p2
w=q-△u=1674-1255=2829j
-1-13
逆绝热膨胀至2.86dm。
(1)终态的温度与压力。
(2)该过程的△h及△u。
28.8
=1.4
28.8-8.314
2.86
(1)?
=
1.4
115.2
pv303.99?
103?
311
(2)n=(?
)=0.176mol
rt18.314?
298
353
101.4
)?
2.0?
105=4.3?
104pa30
cp,m/cv,m=1.4
(p2=
因为绝热,
q=0
2.0?
4.3?
30?
=1.8?
103jw=
1.4?
1
18.证明(
)p=cp-p()p
t
证:
cp=?
h=u+pv?
p
)p+p()p?
()p=cp-p()p
cp=(19.证明cp-cv=-(
p?
)v?
v?
)pdt+()?
dp?
对h微分得dh=(
h=u+pv
【篇三:
物理化学第五版课后习题答案】
10-1请回答下列问题:
(1)常见的亚稳定状态有哪些?
为什么产生亚稳态?
如何防止亚稳态的产生?
(2)在一个封闭的钟罩内,有大小不等的两个球形液滴,问长时间放置后,会出现什么现象?
(3)下雨时,液滴落在水面上形成一个大气泡,试说明气泡的形状和理由?
(4)物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么?
(5)在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程?
(2)一断时间后,大液滴会越来越大,小液滴会越来越小,最终大液滴将小液滴“吃掉”,根据开尔文公式,对于半径大于零的小液滴而言,半径愈小,相对应的饱和蒸汽压愈大,反之亦然,所以当大液滴蒸发达到饱和时,小液滴仍未达到饱和,继续蒸发,所以液滴会愈来愈小,而蒸汽会在大液滴上凝结,最终出现“大的愈大,小的愈小”的情况。
(3)气泡为半球形,因为雨滴在降落的过程中,可以看作是恒温恒压过程,为了达到稳定状态而存在,小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低,而此时只有通过减小表面积达到,球形的表面积最小,所以最终呈现为球形。
(4)最本质区别是分子之间的作用力不同。
物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力,而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。
43
31
32
r1
33
r2
a1
a2
-r12)
(1?
10)1?
9
33
-10-6)
2?
r2?
r4?
=
58.91?
100.1?
4?
-
---
22.3?
=892pa
h=
cos?
r?
g
789.4?
9.8
=0.1153m
--
时,计算
(1)开始形成水滴的半径;
(2)每个水滴中所含水分子的个数。
(1)ln
prp
m
rrt
r=
rtln
71.97?
18.0152?
997?
298.15?
ln4
n=
mlm
1.810?
24
6.022?
23
18.0152?
=61
pr101.325
pr
1210?
100.0872?
3900?
773.15
=0.3220
101.325
=1.3800pr=139.82kpa
h'。
w表示,aa'为油-水界面,油层的深度为
请导出谁在毛细管中上升的高度h与油-水界面张力之间?
ow的关系。
gh
ow
p(?
o)g
r?
r′=
rcos?
=
cos?
r(?
o)gr
10-8在351.45k时,用焦炭吸附nh3气测得如下数据,设v?
~p关系符合v?
=kpn方程。
试求方程式v?
=kpn中的k及n的数值。
va?
k?
pnlgva?
lgpk?
nl
lgk=1.0955k=12.46;
n=0.6018
(2)chcl3的分压为时6.6672kpa,平衡吸附量为若干?
(1)由朗缪尔吸附等温式
vm
bp1?
bp
得:
b=
p(vm?
v)
82.5
13.375?
(93.8?
82.5)
=0.5459
(2)v?
bpvm
0.5459?
6.6672?
93.81?
0.5459?
6.6672
p2v1
p1(1?
bp2)p2(1?
bp)1
p1v2
3p2v1==0.01208=5.9524?
1013.25?
2.5?
10p1v2
101.325?
1013.25p1?
p2
101.325?
4.2?
p==
b
110.01208
=82.78kpa
10-11在291.15k的恒温条件下,用骨炭从醋酸的水溶液中吸附醋酸,在不同的平衡浓度下,每千克骨炭吸附醋酸的物质的量如下:
将上述数据关系用朗缪尔吸附等温式表示,并求出式中的常数n?
及b。
由朗缪尔吸附等温式n?
nmbc1?
bc
cn
1nmb
cnm
作
c曲线如下
nm
10.1997
15.01?
0.0096
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