物理化学第二章课后标准答案(傅献彩第五版)
(完整版)傅献彩《物理化学》第五版课件及习题答案习题课2
解析 取1mol锡作为体系，设计如下过程：
Sn（白）283K 283K, p
G, H , S
1G
1H
1S
Sn（白）298K
298K，p
G, H, S
Sn（灰)283K
2G 2H 2S
Sn（灰)298K
298K，p下： Hm 2197J mol1
Sm (44.76 52.30)J K 1 mol 1
Gm H T S (2197 298 7.54)J mol1
49.9J mol1
Gm >0，由Gibbs自由能减少原理可知，298K、 p 下白锡稳定。那么在283K、p 下哪一种晶型 稳定呢？这属于由一个温度下的 求另一个 温度下的 Gm。其计算方法一般有两种：
解法1
Hm 1Hm 2Hm 2Hm
1. G 计算小结
（从G H TS及dG SdT Vdp
出发，可以导出下列公式） （1） 等温封闭体系，无其他功的过程
• 理想气体 G nRT ln( p2 / p1), G H T S
• 实际体系(g,l, s) G V p2 dp p1
（2） 变压变温过程
G H (T2S2 T1S1)
p T
v
S V
p
p T
S
T
Cp V T
p
,
S T
p
Cp T
以上各偏微商中有关 T、p、V 的只要知道
物态方程其结果就很容易知道。另外，实验上
很容易测的量是 Cp , , , 因此有时又把这些
关系式写出与它们有关的形式，如
U V
T
T
p,
H
p
T
TV
V
等。
《物理化学(第五版,傅献彩)》课后习题及答案
热力学第一定律
1mol,T1,
p1=2×101.325kPa V1=11.2dm3
pT=常数 可逆
(1)T1=(p1V1)/(nR)=273K
∵ p1T1 p2T2 c
∴
2
101325
2
101325 0.0112 8.314
K
4
101325T2
1mol,T2 p2=4×101.325kPa
V2
T2 136.6K
n, T1=293K, p1=p V1=3dm3
p1=p2
n,T2=353K p2
V2
n 101.325 3 mol 0.125mol 8.314 293
U
n
353
C 293 p,m
R
dT
0.125
353.2 18.96 3.26 103 T
293.2
dT
0.125 18.996353
V2
8.314 136.6 4 101325
m3
2.8 103 m3
(2) U
nCV ,m T2
T1
1
3 2
8.314(136.6
273)J
1701J
H 15 8.31（4 136.6 273）J 2835J 2
(3)W pdV c d( nRT T ) nR dT 2 2nRdT
T pT
T
W 2nR(T2 T1 ) 2 8.31（4 136.6 273）J 2268J 14．设有压力为 p，温度为 293K 的理想气体 3dm3，在等压下加热，直到最后的温度为 353K 为止。计算过程中的 W、ΔU、ΔH、和 Q。已知该气体的等压热容为： Cp,m=（27.28+3.26×10-3T）J·K-1·mol-1。 解：
关于物理化学课后答案傅献彩_第五版)
第二章热力学第一定律L如果一个系统从环境吸收了40 J的热,而系统的热力学能却增加了200 J,问系统从环境得到了多少功？如杲该系统在膨胀过程对环境作了10 kJ的功，同时收了28 kJ的热,求系统的热力学能变化值.解:根据山=Q+W热力学第一定律，可知W=^J-Q (系统从环境吸热・Q>0)= (200-40)J=160JW=Q+W (系统对环境做功W<0)= (28-10)kJ-I8kJ.2.有10 mol的气体(设为理想气体八压力为1000 kP触温度为300 K*分别求岀等温时下列过程的功:⑴在空气压力为100 kPa时，体积胀大1血山⑵在空气压力为100 kP白时矽胀到气体压力也是100 kl靳(3)等温可逆膨胀至气体的压力为100 kPa.解:(1)外压始终维持恒定，系统对环境做功w=-p r^y^-100X103PaXlX10'3m3= -100j.=-A（V2-V I）=-Wmol X & 314-J •mol'1 *K_I X3OOKX1 OOkPa （一側驚）=一N 25 X12 J.（3）等温可逆膨胀：W=—『pJVJv i = -nRT\n^r"航i伊由心F推得｝lOmolX&314]*molT - K-1 X300KXln lOOOkP 日lOOkPa图2—6=一5・ 74X104J.3.1 mol 单原子理想气体始态(1)的温度为273 K,体积为22.4 dm 3,经历如下三步，又叵 到始态,请计算每个状态的压力、Q ，W 和(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)回到始态仃).解:(1)等容可逆升温过程如图2-7. 546k, 1 mol, 44.8 X10-W图2-7W=_ 以△▼=()M/=Q +W=Q.= J ； nCv.ro dT=lmolX-|x& 314 ・ J ・ mol'1 ・ K"1 X(546-273)K=34O4.58J.(2) 等温可逆膨胀过程JJ=0 W= -TI RT In ~ lmolX & 314 J ・ mo 「・ K"1 Xln ||^X546K=-3146. 50JQ=-W=3146. 50J.(3) 等压过程lrQ Ql X'3M Jj jnol ' ' K ' 4-44, 8)X IQ-3m 3=2269. 72J (*R+R)X(273 K-546 K) =jX& 314J ・ mor 1 XK -1 X (-273)KXlmol=-5674. 31J=〃MJ=Q+W=(-5674. 31+2269. 72)J=-3404. 59J.4.在291 K 和100 kPa 下,1 mol Zn(s)溶于足量稀盐酸中，置换出1 mol H 2(g),并放热152 kJ.若以Zn 和盐酸为系统，求该反应所做的功及系统热力学能的变化.解:Zn( s)+2 HC1 一ZnCl 2 + H 2(g)546k,lmol,22.4 [T] nRT vT(V1-V2) T J丁nC hm dT22.4X10F(2)同理根据等温可逆过程中W=-nRT ln^— W41. 85X103J可得丁= ------ 了 = ---------------------- i----- 而T = 1093.05K.nR In 护2molX & 314 J • mol-1• K_1 In p：8.在100 kPa及423 K时，将1 mol NH3(g)等温压缩到体积等于10 dm3，求最少需做多少功？(1)假定是理想气体；⑵假定符合van der Waals 方程式.已知van der Waals 常数a=0. 417 Pa • m4• moL ,6=3. 71 X 10~5m3• molT.解:(1)假定为理想气体，那么气体在等温可逆压缩中做功最小W=-nRTv\= -lmolX& 314 J ・ mol-1・ K_1 X423 KXln 無器畔=4405. 74J可根据理想气体状态方程Vi 刃鴛閔;P；LX423K=35X 10-3m6代入上式方可求解.⑵假定符合van der Waals方程，方程整理后，可得代入数据V2.—3・ 472X ICT?必4-4.17X10~6V w-1.547X 1O-10 =0解三次方程后得V w=35X10-3m3=4385. 21J.9.已知在373 K和100 kPa压力时,1 kg比0⑴的体积为1.043 dm\l kg H2O(g)的体积为1677dm3,H2O⑴的摩尔汽化焙变值△獅弘=40・69 kJ・mor1.当1 mol出0(1)在373 K和外压为100 kPa时完全蒸发成H2O(g),试求：(1)蒸发过程中系统对环境所做的功；•(2)假定液态水的体积可忽略不计，试求蒸发过程中系统对环境所做的功，并计算所得结果的相对误3假定把蒸汽看作理想气体,且略去液态水的体积，求系统所做的功；解：(1)蒸发过程中系统对环境做功W=-pg—匕)=-100X103PaX(1677X 10~3-1.043XIO"3)m3・ kg_1X(l8.0X10_s)kg=-3016. 72J.5解释何故蒸发的焙变大于系统所作的功.6 求(1)中变化的—Um和△vpHm；(2)假设水的体积可忽略•则匕=0W=-AV f = -100X103PaX1677X10-3kg*1• m3 X18X10"3kg=-3018. 60J□鸟驀3跻⑵&100%=0.062%・(3)把水蒸气看作理想气体,则可使用理想气体状态方程pV=nRT且忽略液态水的体积，则匕=0W =—仪匕=—nRT= -lmolX& 314J • moP1• K"1 X373 K=_3101.12J.(4)Q>・fn = Sp H m=40. 69kJ • mor1、U =Q+W=40・ 69kJ ・ moLXlmoIX 1()3+(-3016. 72)J叩m n lmol=37. 67X103J ・ mor1.(5)在瘵发过程中，用于系统对环境做膨胀功的部分很少,吸收的大部分热量用于提高系统的热力学10.1 mol单原子理想气体,从始态：273 K,200 kPa,到终态323 K,100 kPa,通过两个途径:(1)先等压加热至323 K,再等温可逆膨胀至100 kPa；(2)先等温可逆膨胀至100 kPa,再等压加热至323 K.请分别计算两个途径的Q,W,W和AH,试比校两种结果有何不同,说明为什么.解:⑴因为单原子理想气体Cv.m=#R,Cp.m=|~R过程如图2—&图2—8①等压升温= -^(T2-T1) = -lmolX& 314 J • mol"1• K"1 X(323~273)K=-415. 7J②等温可逆△Hi =Q] = $ nC^m dT=lmolXyX& 314 J • moL • L (323—273)K=1039. 257dT=lmolXyX8.314 J ・ mol"1 - K_1 =623. 55J.W2 = ~nRT ln^ = -nRT ln^ = -lmolX& 314 J • mol-1• K-1X323 KXln弯= -1861. 39 J y\ pz100 =0» = 0,Q = —W2 = 1861・39JW=W；+W2 = -2277. 09JQ=Q+Q=290O 64J+山2=623. 55J△H=AHi -F A H2=1039. 25J.= -lmolX& 314 J ・ moL ・X273KXln 需=一1573. 25J^JJ\ =0>AH I =0Q=-W\ =1573. 25J.②等压升温W2 = -p e (V2-V x ) = -nRCT2-T }) = -\molX & 314 J • mol"1 - K'1 (323-273)K=-415. 7J=1 molX jX8.314 J ・ moL ・ K"1 X (323~273)K=1039. 25J山2 = J ： nCy,ro dT=l molXyX& 314 J ・ moL ・ ^*=623. 55JW=W|+W2 = -198& 95JQ=Q+Q=2612.5JMJ=MJ 】+M/2=623・ 55J△H=AH 】+A H2 = 1039. 25J.比较两种结果,M 和AH 值相同，而Q 和W 值不同.说明Q 和W 不是状态函数，它们的数值与所经 过的途径和过程有关.而山和AH,是状态函数，无论经过何种途径，只要最终状态相同,W 和的数 值必相等.11.273 K,压力为5X105Pa 时,N2（g ）的体积为2. 0 dm 3,在外压为100 kPa 压力下等温膨胀，直到N （g ）的压力也等于100 kPa 为止.求过程中的和Q.假定气体是理想气体.解:该过程为恒定外压等温膨胀W=O.AH=0W=-A (V 2-V I )（理想气体状态方程pV=nRT ）=-100 X W kPa ( 篇严 A' -2X10~3m 3Q =-W=800J. 12. 0. 02 kg 乙醇在其沸点时蒸发为气体.已知蒸发热为858 kJ • kg 。
物理化学学习指南思考题第2章答案(傅献彩)
第二章1.下列物理量中哪些是强度性质？那些是广度性质？哪些不是状态函数？U m ，H, Q, V , T, p, V m ，W, H m ，η，U ，ρ，C p ，C v ，C p ，m ，C v ，m ，Ω。
答案：属强度性质的有U m ，T, p, V m ，H m ，η，ρ，C p ，m ,C v ，m 。
属广度性质的有H ，V, U ， C p ，C v ，Ω。
不属状态函数的有Q,W 。
2.根据Dalton 分压定律B p =∑p 可见，压力具有加和性，应属于广度性质，此结论对吗？何故？答案：不对。
压力是强度性质，在一个热力学平衡系统中，当n ，T ，V 一定时，压力P 处处不相等，不具加和性。
所谓加和性，是指在同一个热力学平衡重，某物理量的数值与系统中的物质的量成正比，如p B p,mC =n C （B ）∑，在Dalton 分压定律中分压PB 的物理意义是指在同一温度下B 组分单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力，总压P 和分压PB 不是同一热力学平衡系统中的物理量，且与物质的数量不成正比关系，故p=B p ∑不属加和性。
3.可逆过程有哪些基本特征？识别以下过程是否可逆。
（1）摩擦生热（2）室温，标准大气压力下，一杯水蒸发为同温同压的气体。
（3）373K ，标准大气压力下，一杯水蒸发为同温同压的气体。
（4）手电筒中干电池放电使灯泡发亮。
（5）对消法测电动势。
（6）N 2和O 2混合。
（7）室温T,标准大气压力下，将1mol 水倾入一溶有不会发溶质的大量溶液中（设溶液溶质摩尔分数为xB ）。
答案：可逆过程的三要素1）过程以无限小的变化进行，由一连串接近于平衡的状态构成。
2）在反向过程中必须循着原来的过程的逆过程用同样的手续使系统和环境还原。
3）等温可逆膨胀过程中系统对环境做最大功，等温可逆压缩过程中环境对系统做最小功， 过程3和5为可逆过程，其余为不可逆过程。
4，将上题中过程2和7设计为可逆过程，并计算该可逆过程中的功。
(精校版)物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案
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物理化学傅献彩下册第五版课后习题答案第九章可逆电池的电动势及其应用。
物理化学课后答案解析(傅献彩_第五版)
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第三章 热力学第二定律
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第二章 热力学第一定律
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《物理化学》第五版-(傅献彩主编)复习题答案--(全)
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第十一章 表面现象
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微信搜索【大四学长】免费VIP版安卓苹果实用工具，学习资料，电脑软件分享 第三章 热力学第二定律
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《物理化学(第五版,傅献彩)》课后习题及答案
压蒸发热为 40.63kJ·mol-1。当 1mol 液态水，在 373K 和外压为 p时完全蒸发成水蒸气时，
试求：
（1）蒸发过程中体系对环境所作的功。
（2）假定液态水的体积略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。
（3）假定把蒸气看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。
（4）求（1）中变化的△vapHm 和△vapUm。 （5）解释何故蒸发热大于体系所作的功。
T V
0
T
16.证明：
U V
p
C p
T V
p
p
证：
U V
p
H V
P
p
=
H T
T p V
p
p
=
CP
T V
p
p
证明： CP
CV
p T
V
Hp
T
V
证： CP
CV
HT
U = H p T V T
P
HT
V T
dT P
Hp
T dP
H T
V
H T
解:
Zn (s)+2 H+= Zn2++ H2(g)
VH2
RT p
8.314 291 m3 101325
0.024m 3
W pV pVg nRT 8.314 291J 2419.4J
△rUm=(Q+W)/ =(-152-2.42)kJ·mol-1
3 . 在 373.2K 和 p压力下，使 1molH2O(l)汽化。已知水在气化时吸热 40.69kJ·mol-1。
P
Hp
T Tp
V
代入上式
物理化学思考题全集_傅献彩第5版(主要问答)
物理化学傅献彩五版物理化学思考题全集第一章热力学第一定律1．“根据道尔顿分压定律p＝∑B p B压力具有加和性，因此是广延性质。
”这一结论正确否？为什么？答：不对。
压力与温度一样是强度性质。
不具有加和性，所谓加和性，是指一个热力学平衡体系中，某物质的数量与体系中物质的数量成正比，如C p＝∑n B C p，m(B)。
而道尔顿分压定律中的分压p B 是指在一定温度下，组分B单独占有混合气体相同体积时所具有的压力。
总压与分压的关系不是同一热力学平衡体系中物量之间的关系，与物质的数量不成正比关系，故p＝∑p B不属加和性。
本题所犯错误是把混和气体中总压p与各组分分压p B关系误认为是热力学平衡体系中整体与部分的关系。
2．“凡是体系的温度升高时就一定吸热，而温度不变时，体系既不吸热也不放热”，这种说法对否？举实例说明。
答：不对。
例如：绝热条件下压缩气体，体系温度升高，但并未从环境中吸热。
又如：在绝热体容器中，将H2SO4注入水中，体系温度升高，但并未从环境吸热。
再如：理想气体等温膨胀，从环境吸了热，体系温度并不变化。
在温度不变时，体系可以放热或吸热，相变时就是这样。
例如水在1atm、100℃下变成水蒸气，温度不变则吸热。
3．－p(外)d V与－p(外)ΔV有何不同？－pV就是体积功，对吗？为什么在例2中－pV m(g)是体积功？答：－p(外)d V是指极其微小的体积功。
－p(外)ΔV是在指外压不变的过程体积功。
即在外压p不变的过程中体积由V1变化到V2(ΔV＝V2-V1)时的体积功。
－pV不是体积功，体积功是指在外压(p外)作用下，外压p与体积变化值（d V）的乘积。
V与d V是不同的，前者是指体系的体积，后者是体积的变化值。
体积变化时才有体积功。
例2中的－pV m(g)实为－p［V m(g)-V m(l)］，在这里忽略了V m(l)，这里的V m(g)实为ΔV＝V m(g)-V m(l)，因此－pV m是体积功。
物理化学-傅献彩-上册习题答案(新)
第二章 热力学第一定律思考题.：1. 一封闭系统，当始终态确定后：（a ）当经历一个绝热过程，则功为定值；（b ）若经历一个等容过程，则Q 有定值：（c ）若经历一个等温过程，则热力学能有定值：（d ）若经历一个多方过程，则热和功的和有定值。
解释：始终态确定时，则状态函数的变化值可以确定，非状态函数则不是确定的。
但是热力学能U 和焓没有绝对值，只有相对值，比较的主要是变化量。
2. 从同一始态A 出发，经历三种不同途径到达不同的终态：（1）经等温可逆过程从A→B ；（2）经绝热可逆过程从A→C ；（3）经绝热不可逆过程从A→D 。
试问：（a ）若使终态的体积相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么？ （b ）若使终态的压力相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么，参见图12p p (a)(b)图 2.16解释： 从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的终态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。
在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。
不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，所以T 2（等温可逆）大于T 2（绝热不可逆）；在V 2相同时， p 2（等温可逆）大于 p 2（绝热不可逆）。
在p 2相同时，V 2（等温可逆）大于 V 2（绝热不可逆）。
综上所述，从同一始态出发经三种不同过程，当V 2相同时，D 点在B 、C 之间，p 2（等温可逆）＞p 2（绝热不可逆）＞ p 2（绝热可逆）当p 2相同时，D 点在B 、C 之间，V 2（等温可逆）＞ V 2（绝热不可逆）＞V 2（绝热可逆）。