热力学定律和热力学基本方程 练习
高中化学练习题化学反应热力学与热化学方程式
高中化学练习题化学反应热力学与热化学方程式高中化学练习题：化学反应热力学与热化学方程式化学反应热力学是研究化学反应中产生或吸收的热量变化的学科。
其中，热化学方程式是用来描述化学反应中热量变化的方程式。
本篇文章将通过一系列高中化学练习题来帮助读者更好地理解化学反应热力学与热化学方程式。
1. 练习题1：已知化学方程式：2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l)a) 根据给定的化学方程式，写出该反应的热化学方程式。
b) 如果该反应需要放出200 kJ的热量，求需要多少克的H2参与反应？解答：a) 根据该化学方程式可知，2摩尔的H2与1摩尔的O2反应会生成2摩尔的H2O，并放出x kJ的热量。
因此，热化学方程式可表示为：2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) + x kJb) 根据化学方程式中的摩尔比，可以得出1摩尔的H2放出x kJ的热量，因此2摩尔的H2放出2x kJ的热量。
根据题目要求，2x kJ的热量等于200 kJ，解得x=100 kJ。
而1摩尔的H2放出100 kJ的热量，所以2摩尔的H2放出200 kJ的热量。
根据H2的摩尔质量，可以计算出所需的质量为2摩尔乘以2 g/mol，即4 g。
2. 练习题2：已知化学方程式：C6H6 (l) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l) ΔH = -653 kJa) 利用给定的化学方程式，写出该反应的热化学方程式。
b) 如果该反应放出的热量可以加热200g的水，求水的温度上升多少摄氏度？解答：a) 根据该化学方程式可知，1摩尔的C6H6与15摩尔的O2反应会生成6摩尔的CO2和6摩尔的H2O，并放出-653 kJ的热量。
因此，热化学方程式可表示为：C6H6 (l) + 15O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l) + (-653 kJ)b) 根据题目要求，该反应放出-653 kJ的热量，用于加热200g的水，我们需要计算水的温度上升多少摄氏度。
高中物理《热力学定律》练习题(附答案解析)
高中物理《热力学定律》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于物体内能的变化，下列说法中正确的是（ ）A ．物体吸收了热量，它的内能可以减小B ．物体的机械能变化时，它的内能也一定随着变化C ．外界对物体做功，它的内能一定增加D ．物体既吸收热量，又对外界做功，它的内能一定不变2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了4810J ⨯的功，气体的内能减少了51.210J ⨯，则下列各式中正确的是（ ）A ．454810J 1.210J 410J W U Q =⨯∆=⨯=⨯，，B ． 455810J 1.210J 210J W U Q =⨯∆=-⨯=-⨯，，C ． 454810J 1.210J 210J W U Q =-⨯∆=⨯=⨯，，D ． 454810J 1.210J 410J W U Q =-⨯∆=-⨯=-⨯，，3．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的4．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）A ．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体B ．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故C ．木船浮在水面上是由于表面张力D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加5．下列说法正确的是（ ）A ．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度6．关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能D．能量的转化、转移没有方向性7．关于热现象，下列说法正确的是（）A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．气体吸热，其内能一定增加D．0°C水结成冰的过程中，其分子势能增加8．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A．压强增大，内能减小B．压强减小，分子热运动的平均动能增大C．吸收热量，内能增大D．对外做功，分子热运动的平均动能减小二、多选题9．下列关于热力学第二定律的理解正确的是（）A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C．从微观的角度看，热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展D．没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能10．一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。
热力学练习题全解
热力学练习题全解热力学是研究热能转化和热力学性质的科学，它是物理学和化学的重要分支之一。
在热力学中，我们通过解决一系列练习题来巩固和应用所学知识。
本文将为您解答一些热力学练习题，帮助您更好地理解和应用热力学的基本概念和计算方法。
1. 练习题一题目：一个理想气体在等体过程中，吸收了50 J 的热量，对外界做了30 J 的功，求该气体内能的变化量。
解析：根据热力学第一定律，内能变化量等于热量和功之和。
即ΔU = Q - W = 50 J - 30 J = 20 J。
2. 练习题二题目：一摩尔理想气体从A状态经过两个等温过程和一段绝热过程转变为B状态，A状态和B状态的压强和体积分别为P₁、P₂和V₁、V₂，已知 P₂ = 4P₁，V₁ = 2V₂，求这个过程中气体对外界做的总功。
解析：由两个等温过程可知，气体对外界做的总功等于两个等温过程的功之和。
即 W = W₁ + W₂。
根据绝热过程的特性，绝热过程中气体对外做功为零。
因此，只需要计算两个等温过程的功即可。
根据理想气体的状态方程 PV = nRT，结合已知条件可得：P₁V₁ = nRT₁①P₂V₂ = nRT₂②又已知 P₂ = 4P₁，V₁ = 2V₂，代入式①和式②可得：8P₁V₂ = nRT₁③4P₁V₂ = nRT₂④将式③和式④相减，可得：4P₁V₂ = nR(T₁ - T₂) ⑤由于这两个等温过程温度相等，即 T₁ = T₂，代入式⑤可得：4P₁V₂ = 0所以，这个过程中气体对外界做的总功 W = 0 J。
通过以上两个练习题的解答，我们可以看到在热力学中，我们通过应用热力学第一定律和理想气体的状态方程等基本原理，可以解答各种热力学问题。
熟练掌握这些计算方法，有助于我们更深入地理解热力学的基本概念，并应用于实际问题的解决中。
总结：本文对两道热力学练习题进行了详细解答，分别涉及了等体过程和等温过程。
通过这些例题的解析，读者可以理解和掌握热力学的基本计算方法，并将其应用于实际问题的求解中。
热力学第一定律练习题
第一章 热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。
2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。
3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。
其热的概念与热力学相同。
4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。
5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。
6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。
7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。
8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。
9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。
10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。
11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。
12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。
13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。
14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。
16．在101.325kPa 下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想 气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。
17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。
已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。
18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。
热力学第一定律
热力学第一定律练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、已知温度T时反应H2(g) + 12O2(g) == H2O(g) 的∆rH，则∆rH即为温度为T时H2(g)的∆C H。
（）2、不同物质在它们相同的对应状态下，具有相同的压缩性，即具有相同的压缩因子Z。
( )。
3、d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何p，V，T过程均适用，( )4、物质的量为n的理想气体，由T1，p1绝热膨胀到T2，p2，该过程的焓变化∆H n C TpTT=⎰,m d12。
（）5、理想气体的热力学能和焓均只是温度的函数，而与压力或体积无关。
（）6、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的内能和焓也不变。
( )7、25℃∆f H(S ,单斜) = 0 。
（）。
8、理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。
因为是恒压，所以∆H = Q；又因为是绝热，Q = 0，故∆H = 0。
( )9、500 K时H2(g)的∆f H= 0 。
（）10、在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。
( )11、∆f H(C ,石墨, 298 K) = 0 。
（）12、热力学标准状态的温度指定为25℃。
（）13、100℃时，1 mol H2O(l)向真空蒸发变成1mol H2O(g)，这个过程的热量即为H2O( l )在100℃的摩尔汽化焓。
（）14、处在对应状态的两种不同气体，各自对于理想气体行为的偏离程度相同。
( )15、CO2(g)的∆f H(500 K) = ∆f H(298 K) +C Tp,m2KK(C O)d298500⎰。
（）16、在p = p(环) = 定值下电解水制氢气和氧气则Q = ∆H。
（）17、系统从同一始态出发，经绝热不可逆到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此状态。
（）18、化学反应热Q p其大小只取决于系统始终态；( )19、凡是化学反应的等压热必大于等容热；( )20、理想气体等容过程的焓变为21,md()TVTH nC T V p∆=+∆⎰；( )二、选择题1、对一个化学反应，若知其∑νB C p, m(B) > 0 ，则：（）。
热力学基本定律练习题
热力学基本定律练习题1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol =100/78 , ΔH = Q = n= 39.5 kJ ,W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少"(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1 ·mol-1。
)解：理想气体等压升温（n变）。
,=1.2×107 J1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。
计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
(C p ,m=2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。
ΔU＝W，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1),因V2= nRT2/ p2 , V1= nRT1/ p1 ，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为，若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p ,m=2.5 R)。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。
1 练习题 热力学第一定律
0，
p
0 （填 >，< 或 =）。
9. 若实际气体的焦耳汤姆逊系数 J T 0 ，那么该气体经节流膨胀后温度 T
0，
p
0 （填 >，< 或 =）。
10. 一定量的实际气体经节流膨胀，则气体的 H
0，p
0（填 >，< 或 =）。
11. 液体苯的燃烧反应为： 2C6H6 (l) 15O2 (g) 12CO2 (g) 6H2O(l) ，反应的
一、填空题
1. 理想气体的热容： Cp,m CV ,m
。
2. 常用的热容有等压热容和等容热容，请写出等压热容的定义式：
。
3. 热力学封闭系统系统与环境可以通过做功和传热交换能量，请写出热力学第一定律的数
学表达式：
。
4. 在热力学过程中，系统与环境可以以做功的形式交换能量，热力学把功分为两类： 和
9. 系统经循环过程就是可逆过程。
（
）
10. 理想气体在恒压条件下，自 T1 温度开始加热并进行了膨胀，此过程的焓变化大于零。（ ）
三、选择题
1. 焓的定义式中 H U pV ,式中的 p 代表
（
）
（a） 系统的总压力 (b) 系统中各组分的分压 (c) 100kPa
(d) 外压
2. H2 的标准摩尔燃烧热与下列哪一物质的标准摩尔生成热相等
答：不对，ΔH＝Qp，只说明 Qp 等于状态函数 H 的变化值 ΔH，仅是数值上相等，并不
意味着 Qp 具有状态函数的性质。ΔH＝Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下，
Qp 的数值等于体系状态函数 H 的改变，而不能认为 Qp 也是状态函数。
15、试证明在无非体积功的等容过程中体系的ΔU＝QV。
热力学基础练习题答案版
热⼒学基础练习题答案版热⼒学基础练习题1、热⼒学第⼀定律ΔU=Q+W 只适⽤于（ D ）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化2、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（ D ）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热⼒学第⼀定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关3、第⼀类永动机不能制造成功的原因是（ A ）(A) 能量不能创造也不能消灭(B) 实际过程中功的损失⽆法避免(C) 能量传递的形式只有热和功(D) 热不能全部转换成功4、下列叙述中不具状态函数特征的是（ D ）A.系统状态确定后，状态函数的值也确定B.系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定C.经循环过程，状态函数的值不变D.状态函数均有加和性5、下列叙述中，不具可逆过程特征的是（ C ）A.过程的每⼀步都接近平衡态，故进⾏得⽆限缓慢B.沿原途径反向进⾏时，每⼀⼩步系统与环境均能复原C.过程的初态与终态必定相同D.过程中，若做功则做最⼤功，若耗功则耗最⼩功6、在下列关于焓的描述中，正确的是（ C ）A.因为ΔＨ＝Ｑ，所以焓是恒压热ＰB.⽓体的焓只是温度的函数C.⽓体在节流膨胀中，它的焓不改变D.因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论7、下⾯关于标准摩尔⽣成焓的描述中，不正确的是（ C ）C.⽣成反应的温度必须是298.15KD.⽣成反应中各物质所达到的压⼒必须是100KPa8、选出下列性质参数中属于容量性质的量 ( C )A.温度TB.浓度cC.体积VD.压⼒p9、关于节流膨胀, 下列说法正确的是( B )(A) 节流膨胀是绝热可逆过程 (B) 节流膨胀中系统的内能变化(C) 节流膨胀中系统的焓值改变(D) 节流过程中多孔塞两边的压⼒不断变化10、如图，在绝热盛⽔容器中，浸⼊电阻丝，通电⼀段时间，通电后⽔及电阻丝的温度均略有升⾼，今以电阻丝为体系有：( B )(A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0(C) W <0，Q <0，U >0 (D). W <0，Q =0，U >011、若将⼈作为⼀个体系，则该体系为 ( C )A.孤⽴体系B.封闭体系C.敞开体系D.⽆法确定12、刚性绝热箱内发⽣⼀化学反应，则反应体系为 ( A )A.孤⽴体系B.敞开体系C.封闭体系D.绝热体系13、下列性质属于强度性质的是 ( D )A.内能和焓B.压⼒与恒压热容C.温度与体积差A.状态⼀定，值⼀定B.在数学上有全微分性质C.其循环积分等于零D.所有状态函数的绝对值都⽆法确定15、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下⾯的说法中不正确的是 ( B )A.Cp,m 与Cv,m不相等，因等压过程⽐等容过程系统多作体积功B.Cp,m –Cv,m=R既适⽤于理想⽓体体系，也适⽤于实际⽓体体系C.Cv,m=3/2R适⽤于单原⼦理想⽓体混合物D.在可逆相变中Cp,m 和Cv,m都为⽆限⼤16、对于理想⽓体，⽤等压热容Cp计算ΔH的适⽤范围为 ( C )A.只适⽤于⽆相变，⽆化学变化的等压变温过程B.只适⽤于⽆相变，⽆化学变化的等容变温过程C.适⽤于⽆相变，⽆化学变化的任意过程D.以上答案均不正确17、H＝Q p此式适⽤于哪⼀个过程:( B )（A）理想⽓体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa （B）在0℃、101325Pa下，冰融化成⽔（C）电解CuSO4的⽔溶液（D）⽓体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )2=2NH3的反应进度ξ=1mol时，它表⽰系统中 ( A )A.有1molN2和3molH2变成了2molNH3B.反应已进⾏完全，系统中只有⽣成物存在C.有1molN2和3molH2参加了反应D.有2molNH3参加了反应19、对于化学反应进度，下⾯表述中正确的是 ( B )A.化学反应进度之值，与反应完成的程度⽆关B.化学反应进度之值，与反应式写法有关C.对于指定反应，化学反应进度之值与物质的选择有关D.反应进度之值与平衡转化率有关20、对于化学反应进度，下⾯表述中不正确的是 ( B )A.化学反应进度随着反应进⾏⽽变化，其值越⼤，反应完成的程度越⼤B.化学反应进度之值与反应式写法⽆关C.对于指定的反应，反应进度之值与物质的选择⽆关D.化学反应进度与物质的量具有相同的量纲21、欲测定有机物的燃烧热Q p ,⼀般使反应在氧弹中进⾏，实测得热效为Q V。
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1
解：(1) 77℃,101325 Pa Q (198 154) J 30.50kJ
U Q W 27.59 kJ
4
77℃,101325 Pa
4
H Q p Q 30.50kJ
W RT 8.3145 (273.15 77) J 2911J
S H / T 87.11 J K 1
G 0
A WR W 2911J
二、CCl4(l)的正常沸点为77℃，蒸发热为 198J g ，摩尔质量 1 为154g mol 。试分别计算下列过程的U、H、S、A、G。 设CCl4(l)的体积可略，蒸气可视为理想气体。(1) 1 mol CCl4(l) 在77℃恒压蒸发为101325 Pa的蒸气。(2) 1 mol 77℃、101325 Pa的CCl4(g)恒温可逆膨胀至20265 Pa。(3) 1 mol 77℃、101325 Pa的CCl4(g)反抗20265 Pa的恒定外压，恒温膨胀至内外压力相 等。 恒温可逆 CCl4(g) CCl4(g) 解：(2) 77℃,101325 Pa 77℃, 20265 Pa
5、焦耳-汤姆逊效应的热力学特征是
H 0
。
6 、 dS 0 作 为 过 程 的 可 逆 性 判 据 ， 其 适 用 条 件 是 (1) 绝热过程；(2) 孤立系统 。 7 、 热 力 学 基 本 方 程 dG SdT Vdp 的 适 用 条 件 是 组成恒定的均相封闭系统 。 dp H 8、式 的适用条件是 纯组分系统的两相平衡 。 dT TV
(2) 25℃时，若规定N2(g)的热力学标准状态为101.325 kPa的纯 理想气体，则相应的标准摩尔熵为191.49J K 1 mol1 。而若在此 温度，将N2(g)的热力学标准状态改为100 kPa的纯理想气体，试 问N2(g)相应的标准摩尔熵又是多少？
1
解：(1)
dT T Vm (l) Vm (s) dp fus H m
273.15 (18.018 19.652) 10 6 K Pa1 0.0074 10 5 K Pa1 333.5 18.02
三、(1) 0℃时H2O(s)的熔化焓为 333.5 J g ，摩尔体积 3 1 为 19.652cm mol ，而H2O(l)的摩尔体积为 18.018cm3 mol1，试 求压力对冰熔点的影响。水的摩尔质量为18.02 g mol1 。
第二章 热力学定律和热力学基本方程
一、概念题
1、卡诺热机中的工作介质可以是理想气体，也可以是 实际气体，还可以是水等其它物质。 （对、错） 2 、 理 想 气 体 经 一 绝 热 可 逆 膨 胀 过 = < d 程， H m ______0 ， dSm ______0 。 (>、=、<) 1 γ 1 γ p1 γT1 p2γT2 常数 p2 , T2 , dH = nC o ,mdT p
ห้องสมุดไป่ตู้
p1 0.1 1 8.3145 ln J K 1 14.90 J K 1 p2 0.6
四、(1) 25℃时将1 molO2(g)从0.1 MPa恒温可逆压缩至0.6 MPa， 试求此过程的Q、W、U、H、S、A、G 。
(2) 在(1)中，若自始至终用0.6 MPa的外压恒温压缩之，试求过 程的Q、W 、U、H、S、A、G 。 (3) 试以合适的平衡判据，对(2)的可逆性作出判断。 设O2(g)为理想气体。 O2(g) O2(g) 解：(2) 恒外压 25℃, 0.6MPa 25℃, 0.1 MPa H 0 U 0 p A G TS 4.441 kJ S nR ln 1 14.90 J K 1
1
U 0
H 0
p1 101325 S nR ln 1 8.3145 ln J K 1 13.38 J K 1 p2 20265
A G WR 4685J
二、CCl4(l)的正常沸点为77℃，蒸发热为 198J g ，摩尔质量 1 为154g mol 。试分别计算下列过程的U、H、S、A、G。 设CCl4(l)的体积可略，蒸气可视为理想气体。(1) 1 mol CCl4(l) 在77℃恒压蒸发为101325 Pa的蒸气。(2) 1 mol 77℃、101325 Pa的CCl4(g)恒温可逆膨胀至20265 Pa。(3) 1 mol 77℃、101325 Pa的CCl4(g)反抗20265 Pa的恒定外压，恒温膨胀至内外压力相 等。 恒定外压 CCl4(g) CCl4(g) 解：(3) 77℃,101325 Pa 77℃, 20265 Pa
dGm SmdT Vmdp
Vm dSm dp T p
pVm 2.20 103 19.3 10 6 p Pa 846.06 t o C Pa m 3 2.20 103 19.3 10 6 p Pa 846.06 T K - 273.15
已知该混合气体在此温度和压力范围的状态方程为：
pVm 2.20 103 19.3 10 6 p Pa 846.06 t o C Pa m 3
解： N2和H2混合气体
450℃, 20 MPa
N2和H2混合气体 450℃, 100 MPa
S m p Vm T p T
(2) 在(1)中，若自始至终用0.6 MPa的外压恒温压缩之，试求过 程的Q、W 、U、H、S、A、G 。 (3) 试以合适的平衡判据，对(2)的可逆性作出判断。 设O2(g)为理想气体。 O2(g) 解：(3) 恒外压 25℃, 0.1 MPa
S
II I
O2(g) 25℃, 0.6MPa
Sm,2 Sm,1 nR ln p1 p2
1
N2(g) 298.15K, 101.325 kPa
101.325 191.49 1 8.3145 ln J K 1 mol1 191.60 J K 1 mol1 100
四、(1) 25℃时将1 molO2(g)从0.1 MPa恒温可逆压缩至0.6 MPa， 试求此过程的Q、W、U、H、S、A、G 。
W pdV nRT ln
S nR ln
Q W 4.441kJ
p1 0.1 1 8.3145 298.15 ln J 4.441kJ p2 0.6
A G TS 298.15 (14.90) J 4.441kJ
五、将450℃、物质的量之比为1∶3的N2 和H2 混合气体，从20 MPa恒温压缩至100 MPa，试计算该过程的Sm。
已知该混合气体在此温度和压力范围的状态方程为：
pVm 2.20 103 19.3 10 6 p Pa 846.06 t o C Pa m 3
解： N2和H2混合气体
846.06 3 1 Vm m K T p p / Pa
p 846.06 ln 2 J K 1 1362J K 1 p1
二、CCl4(l)的正常沸点为77℃，蒸发热为 198J g ，摩尔质量 1 为154g mol 。试分别计算下列过程的U、H、S、A、G。 设CCl4(l)的体积可略，蒸气可视为理想气体。(1) 1 mol CCl4(l) 在77℃恒压蒸发为101325 Pa的蒸气。(2) 1 mol 77℃、101325 Pa的CCl4(g)恒温可逆膨胀至20265 Pa。(3) 1 mol 77℃、101325 Pa的CCl4(g)反抗20265 Pa的恒定外压，恒温膨胀至内外压力相 等。 CCl (l) CCl (g) 恒压
W p外 V p外 nRT 1 p2 1 p1
p2
0.6 1 8.3145 298 15 1 0.6 1 0.1 J . 12.39 k J Q W 12.39 kJ
四、(1) 25℃时将1 molO2(g)从0.1 MPa恒温可逆压缩至0.6 MPa， 试求此过程的Q、W、U、H、S、A、G 。
450℃, 20 MPa
dGm SmdT Vmdp
Vm dSm dp T p
S m p
Vm T p T
N2和H2混合气体 450℃, 100 MPa
p2 846 06 . Vm S m dp m 3 K 1dp p1 p / Pa T p
dQ Q S T环 T环 ( 12.39 103 ) 1 1 ( 14.90) J K 26.66 J K 0 298.15
∴(2)是一个不可逆过程。
五、将450℃、物质的量之比为1∶3的N2 和H2 混合气体，从20 MPa恒温压缩至100 MPa，试计算该过程的Sm。
dQR QR 0 S 0 T
3、式 U nCV ,m T 的适用条件是 (1) 恒容过程；
。
(2) 理想气体的一切过程
4、对于1 为
H mol 单 原 子 分 子 理 想 气 体 ， 其 T 的 值 V 。 H U pV U pV T V T T V T V V 3 cV ,m R R R 20.785J K 1 2
(2) 25℃时，若规定N2(g)的热力学标准状态为101.325 kPa的纯 理想气体，则相应的标准摩尔熵为191.49J K 1 mol1 。而若在此 温度，将N2(g)的热力学标准状态改为100 kPa的纯理想气体，试 问N2(g)相应的标准摩尔熵又是多少？ N2(g) N2(g) 解：(2) 0K, 100 kPa 298.15K, 100 kPa N2(g) 0K, 101.325 kPa