習(xí)題課-熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用課件

第一章

熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用

（1）反抗101.325kPa的外壓恒溫膨脹?！綪151-19】

P外

=101.325kPa

氣體的物質(zhì)的量

n=W/M=100/28=3.57mol

V1=nRT1/P1=3.57×8.314×298.2/1013250=8.74×10-3m3

V2=nRT2/P2=3.57×8.314×298.2/101325=87.4×10-3m3

W2=P外(V2-V1)=101325×(87.4-8.74)×10-3=7970J

1-125℃時100g理想氣體N2從1013.25kPa經(jīng)下列過程變化到101.325kPa，求體系在變化過程中所做的體積功。P1=1013.25kPa

T1=298KV1=P2=101.325KpaT2=298kV2=解：

恒溫可逆膨脹。(3)自由膨脹。

P外=0W3=0計算結(jié)果表明，可逆過程中所作的體積功最大。無非體積功恒溫恒壓蒸發(fā)過程1-70.02kg乙醇在其沸點時蒸發(fā)為蒸氣，已知乙醇的蒸發(fā)焓為857.7KJ﹒kg-1，蒸氣的比容為0.607m3﹒kg-1，試求蒸發(fā)過程的W、Q、△U、△H(設(shè)液體乙醇的體積與其蒸氣相比可以忽略不計)。Qp=△H=857.7×0.02=17.15kJ

△U=Qp–W=17.15-1.27=15.88kJ

W=P外(V汽

-V液

)≈

P外V汽

=101.325×103×0.607×0.02=1.23kJ解：

1-101mol單原子理想氣體從202.65kPa、0.0112m3的始態(tài)沿著PT=K（k為常數(shù)）可逆壓縮至405.3kPa，求過程的△U、△H、W及Q。P1=202.65kPaV1=0.0112m3T1=P2=405.3kPaT2=V2=解：

PT=KP1T1=P2T2理想氣體解：

1-15（1）利用熱力學(xué)關(guān)系式證明對于理想氣體1-17pθ下在100g、-5℃的過冷水中加入少量冰屑，則過冷水將部分凝結(jié)為冰，最后形成0℃的冰水混合物，由于過程進(jìn)行得很快，可視為絕熱。已知冰的熔化熱為333.46J﹒g-1,0～-5℃水的比熱容為4.238J﹒K-1﹒g-1。-5℃，100克水0℃,Χ克冰+(100-x)克水0℃，100克水(1)求凝結(jié)出冰的量；解：

1-20某理想氣體解：

始態(tài)的溫度為25℃、壓力為1013.25kPa，求2mol該氣體經(jīng)絕熱可逆膨脹至101.325kPa過程的△U、△H、W。[P26

例1-4]1-29求25℃、Pθ下反應(yīng)的△rHmθ（298.15k）。已知下列數(shù)據(jù)解：原式可由(1)×2+(2)×3+(3)×6+(4)×2所得1-31在天然氣的綜合利用中甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的反應(yīng)是最有經(jīng)濟(jì)價值的，試由物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的數(shù)據(jù)計算25℃甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓△rHmθ（298.15k）。反應(yīng)式如下：物質(zhì)解：查熱力學(xué)數(shù)據(jù)

1-3325℃萘（C10H8）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓解：

的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為-393.51KJ﹒mol-1、-285.84KJ﹒mol-1,試求C10H8(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓1-3525℃丁二烯（g）

解：

的摩爾蒸發(fā)焓為44.01kJ﹒mol-1,H2O(g)、CO2(g)的

分別為-241.82kJ﹒mol-1、-393.51kJ﹒mol-1，求25℃、pθ下由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol丁二烯的其中1-451molH2與過量50%的空氣在一絕熱恒容密閉容器內(nèi)混合點火即發(fā)生爆炸，求爆炸所能達(dá)到的最高溫度和最高壓力。假定所有氣體均按理想氣體處理，且用平均摩爾熱容做近似計算?！綪47例1-15】解：爆炸反應(yīng)在絕熱恒容密閉容器內(nèi)完成，Q=0,W=0,△rUm=0反應(yīng)式為:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)(nO2:nN2=VO2:VN2=0.21:0.79)T1=298.15K,pθH2:1molO2:0.75molN2:0.75×0.79/0.21=2.82mol△rHm△H2△rHm(298.15k)T1=?,pH2O:1molO2:0.25molN2:2.82molT1