物理化學(xué)傅獻(xiàn)彩上冊(cè)習(xí)題答案

1、1第二章第二章熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律思考題.：1.一封閉系統(tǒng)，當(dāng)始終態(tài)確定后：（a）當(dāng)經(jīng)歷一個(gè)絕熱過(guò)程，則功為定值；（b）若經(jīng)歷一個(gè)等容過(guò)程，則Q有定值：（c）若經(jīng)歷一個(gè)等溫過(guò)程，則熱力學(xué)能有定值：（d）若經(jīng)歷一個(gè)多方過(guò)程，則熱和功的和有定值。解釋?zhuān)菏冀K態(tài)確定時(shí)，則狀態(tài)函數(shù)的變化值可以確定，非狀態(tài)函數(shù)則不是確定的。但是熱力學(xué)能U和焓沒(méi)有絕對(duì)值，只有相對(duì)值，比較的主要是變化量。2.從同一始態(tài)A出發(fā)，經(jīng)歷三種不同途徑到達(dá)不同的終態(tài)：（

2、1）經(jīng)等溫可逆過(guò)程從A→B；（2）經(jīng)絕熱可逆過(guò)程從A→C；（3）經(jīng)絕熱不可逆過(guò)程從A→D。試問(wèn)：（a）若使終態(tài)的體積相同，D點(diǎn)應(yīng)位于BC虛線的什么位置，為什么？（b）若使終態(tài)的壓力相同，D點(diǎn)應(yīng)位于BC虛線的什么位置，為什么，參見(jiàn)圖pVpVOOV1V2p1p2ABCACB(a)(b)2.16解釋?zhuān)簭耐皇紤B(tài)出發(fā)經(jīng)一絕熱可逆膨脹過(guò)程和一經(jīng)絕熱不可逆膨脹過(guò)程，當(dāng)?shù)竭_(dá)相同的終態(tài)體積V2或相同的終態(tài)壓力p2時(shí)，絕熱可逆過(guò)程比絕熱不可逆過(guò)程作功大，

3、又因?yàn)閃（絕熱）=CV（T2T1），所以T2（絕熱不可逆）大于T2（絕熱可逆），在V2相同時(shí)，p=nRTV則p2（絕熱不可逆）大于p2（絕熱可逆）。在終態(tài)p2相同時(shí)，V=nRTp，V2（絕熱不可逆）大于V2（絕熱可逆）。不可逆過(guò)程與等溫可逆過(guò)程相比較：由于等溫可逆過(guò)程溫度不變，絕熱膨脹溫度下降，所以T2（等溫可逆）大于T2（絕熱不可逆）；在V2相同時(shí)，p2（等溫可逆）大于p2（絕熱不可逆）。在p2相同時(shí)，V2（等溫可逆）大于V2（絕熱不

4、可逆）。綜上所述，從同一始態(tài)出發(fā)經(jīng)三種不同過(guò)程，當(dāng)V2相同時(shí)，D點(diǎn)在B、C之間，p2（等溫可逆）＞p2（絕熱不可逆）＞p2（絕熱可逆）當(dāng)p2相同時(shí)，D點(diǎn)在B、C之間，V2（等溫可逆）＞V2（絕熱不可逆）＞V2（絕熱可逆）。3習(xí)題解答習(xí)題解答【2】有10mol的氣體（設(shè)為理想氣體），壓力為1000kPa，溫度為300K，分別求出溫度時(shí)下列過(guò)程的功：（1）在空氣壓力為100kPa時(shí)，體積脹大1dm3；（2）在空氣壓力為100kPa時(shí)，膨脹到

5、氣體壓力也是100kpa（3）等溫可逆膨脹至氣體的壓力為100kPa.【解】（1）氣體作恒外壓膨脹：故VPW???外=100103Pa（1103）m3=100JVPW????（2）????????????????????????12121PPnRTPnRTPnRTPVPW??=10mol8.314JK1mol1300K=22.45KJ???????KPaKPa10001001(3)2112lnlnPPnRTVVnRTW????=10mo

6、l8.314JK1mol1300KKPaKPa1001000ln=57.43kJ總結(jié)：W的計(jì)算有多種方式，最一般的是公式，當(dāng)外壓恒定時(shí)，可以寫(xiě)成eWpdV???，這兩個(gè)公式并不一定局限于平衡態(tài)，也不局限于理想氣體，如題4，當(dāng)變化eWPV???為可逆過(guò)程時(shí)，此時(shí)由于外壓內(nèi)壓相差極小值，因而可用內(nèi)壓代替外壓，可寫(xiě)成積分形式，進(jìn)而可利用氣體狀態(tài)方程代入，不同的氣體有不同的狀態(tài)方程。若為理想WpdV???氣體且等溫，則可寫(xiě)成，等壓則為，等容則為