《热力学第一定律》作业

《热力学第一定律》习题与作业

★1．1mol 单原子理想气体，R C m V 2

3,=，始态(1)的温度为273K ，体积为22.4dm 3，经历如下三步，又回到始态，请计算每个状态的压力、Q 、W 和U ?。

(1) 等容可逆升温由始态(1)到546K 的状态(2)；

(2) 等温(546K)可逆膨胀由状态(2)到44.8 dm 3的状态(3)；

(3) 经等压过程由状态(3)回到状态(1)。

★2．在298K 时，有2mol N 2(g)，始态体积为15dm 3，，保持温度不变，经下列三个过程膨胀到终态体积为50dm 3，计算各过程的U ?，H ? ，W 和Q 的值。设气体为理想气体。

(1) 自由膨胀

(2) 反抗恒外压100kPa 膨胀

(3) 可逆膨胀

3．1mol 单原子理想气体，从始态：273K ，200kP a ，到终态：323K ，100kP a ，通过两个途径：

(1) 先等压加热至323K ，再等温可逆膨胀至100kP a ；

(2) 先等温可逆膨胀至100kP a ，再等压加热至323K 。

试计算各途径的U ?，H ? ，W 和Q 的值

★4．1mol 单原子理想气体，从始态： 200kPa ，11.2dm 3，经p T ＝常数的可逆过程(即过程中p T ＝常数)，压缩到终态400kP a ，已知气体的R C m V 2

3,=

。试求： (1) 终态的体积和温度；

(2) U ?和H ? ；

(3) 所做的功。

★5．证明：P P p U V C p T T ??????=- ? ???????,并证明对于理想气体有0)(=??T V

H ，0)(=??T V V

C

6． 1mol N 2(g)，在298K 和200kPa 压力下，经可逆绝热过程压缩到5dm 3。试计算(设气体为理想气体)：N 2(g) 的最后温度；N 2(g) 的最后压力；需做多少功。

7．试计算乙酸乙酯的标准摩尔生成焓)15.298,,(523K l H COOC CH H m f Θ?：

已知CH 3COOH(l)+C 2H 5OH(l)=CH 3COOC 2H 5(l)+H 2O(l)，

120.9)15.298(-Θ?-=?mol kJ K H m r ，乙酸和乙醇的标准摩尔燃烧焓

)15.298(K H m c Θ?分别为154.874-?-mol kJ 和11366

-?-mol kJ ，CO 2(g)，H 2O(l)的标准摩尔生成焓分别为151.393-?-mol kJ 和183.285-?-mol kJ 。

★8．某高压容器中含有未知气体，可能是氩气或氮气。今在298K 时，取出一些样品，从5dm 3绝热可逆膨胀到6dm 3，温度降低了21K ，试判断出容器中是何种气体？设振动的贡献可忽略不计。