程蘭征版物理化學(xué)習(xí)題解答2

1、1第二章第二章熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律1、2.0mol理想氣體在27℃、20.0dm3下等溫膨脹到50.0dm3，試計算下述各過程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。（1）可逆膨脹；（2）自由膨脹；（3）對抗恒外壓101kPa膨脹。解：（1）ΔU=ΔH=0；Q=W==2.08.314300=4571(J)12lnVVnRT2050lnΔS===15.24(JK1)TQr3004571（2）Q=0；W=0；ΔU=0；ΔH=0；ΔS===15.

2、24(JK1)TQr12lnVVnR（3）ΔU=ΔH=0；Q=W=101(5020)=3030(J)；ΔS===15.24(JK1)TQr12lnVVnR2、1.0molαFe由25℃加熱到850℃，求ΔS。已知Cpm=30.30Jmol1K1解：ΔS==30.30=40.20(JK1)dTT?112329830.302981123ln3、2.0mol理想氣體由5.00MPa、50℃加熱至10.00MPa、100℃，試計算該過程的ΔS。

3、已知Cpm=29.10Jmol1K1。解：屬于pTV都改變的過程。ΔS=105ln314.80.2323373ln10.290.2lnln2112???????ppnRTTnCmp=8.3811.53=3.15(JK1)4、N2從20.0dm3、2.00MPa、474K恒外壓1.00MPa絕熱膨脹到平衡，試計算過程的ΔS。已知N2可看成理想氣體。解：Q=0ΔU=W即nCVm(T2T1)=pe(V2V1)將n==10.15(mol)CVm

4、=2.5R474314.81020100.236?????V2==84.39106代入上式62100.1314.815.10??T得：10.152.5R(T2474)=1.0106(84.39106T220103)解得T2=406.2K該過程屬于pTV都改變的過程，所以3（1）FeO(s)CO(g)==CO2(g)Fe(s)的=？)K298(?mrS?（2）CH4(g)2O2(g)==CO2(g)2H2O(l)的=？)K298(?mrS

5、?解：（1）查表FeO(s)CO(g)==CO2(g)Fe(s)53.97197.9213.6427.15?mSJmol1K1=213.6427.15197.953.97=11.08(JK1mol1))K298(?mrS?（2）查表CH4(g)2O2(g)==CO2(g)2H2O(l)186.19205.02213.6469.96?mSJmol1K1=213.64269.96186.192205.02=242.67(JK)K298(?m

6、rS?1mol1)9、某車床刀具需進行高溫回火，加熱到833K，求刀具在此溫度下的熵值。（刀具以鐵制品計算，Cpm=30.30(Jmol1K1)。解：（Fe298K）=27.15Jmol1K1?mS(Fe833K)=27.1530.30=58.30(Jmol1K1)?mS298833ln10、證明（1）；pTpTVUVT??????)()(（2）pTpTVTCVUVpVp?????????)()()(（3）已知等壓下，某化學(xué)反應(yīng)的與T無

7、關(guān)，試證明該反應(yīng)的mrH?亦與T無關(guān)。mrS?證：（1）dU=TdSpdV，恒溫下，兩邊同除dV，得，帶入麥克斯威關(guān)系式：，得證。pVSTVUTT??????)()(VTTpVS)()(?????（2）設(shè)U=f(TV)則VVUTTUUdddTv)()(??????代入上題結(jié)果，并注意到VVCTU???)(得：VpTpTTCUVVddd])([?????恒壓下，兩邊同除以dV得：證畢。pTpTVTCVUVpVp?????????)()()