发布时间 : 星期二 文章物化热力学第一定律答案更新完毕开始阅读
?H???J?TCp?p??n?J?TCp,m?p ?50?565?????1.07?10?36.6??10?10??J??401 J?44?解法二 因为H是状态函数，?H只决定于始、终态而与变化途径无关，所以可设计过
程如下：
过程①是逆焦耳-汤姆逊过程，?H1?0。
?J?T????T???T?T2?T1?????p2?p1 ??p?H??p?HT2?T1??J?T?p2?p1?过程②是定压过程：
?H2?nCp,m?T3?T2??nCp,m?T1?T2???nCp,m?J?T?p2?p1???401 J 其中 ?T1?T3?
?H= 0。?角度考虑，理想气体的?J?T= 0，所以 H1始态12H= 0。从另一?如果是理想气体，由于理想气体的焓只是温度的函数，定温过程中，
T3,p2T2,p2T1,p1?H2终态
5529. 假设He为理想气体。1 mol He由2?10Pa、273 K变为10Pa、50℃，可经两个不同
的途径：(1) 先定压加热，再定温可逆膨胀；(2) 先定温可逆膨胀；再定压加热。试分别计算两途径的Q、W、?U、?H。计算的结果说明什么问题？ 解 (1)先定压加热：
Q1??H1?nCp,m?T2?T1? ?5????8.314??323?273??J?1039 J?2??U1??H1??1039?35J?623.6 J
W1??U1?Q1??415.4 J
后定温可逆膨胀：
?U2??H2?0
Q2??W2?nRT2lnp1p2?1861 J
整个过程：
Q?Q1?Q2?2900 JW?W1?W2??2276 J?U??U1?623.6 J?H??H1?1039 J
(2) 先定温可逆膨胀：
?U1??H1?0Q1??W1?nRT1lnp1p2
5?2?10???8.314?273?ln?J?1573 J510??然后定压加热：
Q2??H2?nCp,m?T2?T1? ?5????8.314??323?273??J?1039 J?2??U2??H2??623.6 J W2??U2?Q2??415.4 J
整个过程：
Q?Q1?Q2??1573?1039?J?2612 JW?W1?W2???1573?415.4?J??1988 J?U??U2?623.6 J?H??H2?1039 J
结果表明，当始、终态相同时，状态函数的改变量也相等，与途径无关，而功和热与途
径有关。
30. 将115 V、5 A的电流通过浸在373 K装在绝热筒中的水中的电加热器，通电时间1 h。
试计算：(1) 有多少水变成水蒸气？(2) 将做出多少功？(3) 以水和蒸气为系统，求?U。已知水的气化热为2259 J?g。 解 (1) 水吸收的热量：
Q?IEt?2.07?10J
2.07?10225966?1则水变成水蒸气的质量为：g?916 g
(2) W??nRT????916?5?8.314?373?J??1.58?10J ?18?(3) ?U?Q?W?1.91?106J
31. 将373 K、5?10Pa的水蒸气100dm定温可逆压缩至101.325 kPa（此时仍全为水蒸
气），并继续在此压力下压缩到体积为10dm时为止（此时已有一部分水蒸气凝结成水）。试计算此过程的Q、W、?U和?H。假设凝结成的水的体积可忽略不计；水蒸气可视为理想气体。
解 其变化过程为定温可逆压缩和定温定压相变：
p1?5?10PaV1?100 dmH2O(g)34343p?p?3 (1) ???????V2?? (2) ????????V3?10 dmH2O(g)H2O(g)p1V1p?
V2??5?10?1001054dm?49.35 dm
33凝结成水的物质的量：
n(水)??V2?V3?p?RT?1.285 mol
?U1??H1?0Q1??W1?p1V1lnp2p???3.53?10J3
?H??H1??H2??H2?n(水)????vapHm???1.285?40.67?kJ??5.23?10J?U??U1??U2??H2?n(水)RT???5.23?10?3.98?10434??
?J??4.83?1044J
Q?Q1?Q2?Q1??H2???3.53?10?5.23?1034?J??5.58?104J
3W??U?Q??5.58?10?4.83?10?7.53?10J3?J
32. 将一小块冰投入过冷到268 K的100 g水中，使过冷水有一部分凝结为冰，同时使温度
回升到273 K。由于此过程进行得较快，系统与环境间来不及发生热交换，可近似看做是一绝热过程。试计算此过程中析出的冰的质量。已知冰的熔化热为333.5J?g；273
?1K到268 K之间水的热容为4.314J?g?1?K?1。 解 设析出冰的质量为m，定压绝热时，?H?0。
?H??H1??H2?m(水)C?水??T2?T1?????fusH?m?0333.5m?100?4.314??0?5?gm?6.5 g
33. 假设下列所有反应物和产物均为298 K下的正常状态，问哪一个反应的?rH和?rU有
较大的差别，并指出哪个反应的?rH>?rU，哪个反应的?rH
?(2) 萘被氧气氧化成邻苯二甲酸??C6H4?COOH?2?；
(3) 乙醇的完全燃烧；
(4) PbS被O2氧化成PbO和SO2。
解 (1) C12H22O11?s?+12O2?g?=12CO2?g?+11H2O?l?
?n?0,?rU??Hr; 92O2?g?=C6H4?COOH?2?s?+2CO2?g?+H2O?l?,
(2) C10H8?s?+?n??2.5,?Ur??Hr;
(3) C2H5OH?l?+3O2?g?=2CO2?g?+3H2O?l?,
?n??1,?Ur??Hr; 32O2?g?=PbO?s?+SO2?g?,
(4) PbS?s?+?n??0.5,?Ur??Hr。
34. 已知下列反应在25℃时的热效应为
(1) Na?s?+12Cl2?g?=NaCl?s?;?rHm??411.0 kJ?mol??1
?1(2) H2?g?+S?s?+2O2?g?=H2SO4?l?;?rHm??800.8 kJ?mol
?(3) 2Na?s?+S?s?+2O2?g?=Na2SO4?s?;?rHm??1382.8 kJ?mol
??1