武科大物理化学习题答案公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

3.1热力学第二定律热力学第二定律1.选择题选择题（1）c;（2）d2.不一定，如电解水过程。不一定，如电解水过程。3.3熵与克劳修斯不等式熵与克劳修斯不等式1.判断下列过程熵改变情况判断下列过程熵改变情况1）熵增）熵增;2）熵减）熵减;3）熵增）熵增;4）熵减）熵减;（5）熵增。熵增。2.选择题选择题（1）b3.简答题简答题（1）绝热可逆过程熵变等于零，绝热不可逆膨胀过程）绝热可逆过程熵变等于零，绝热不可逆膨胀过程熵变不小于零，绝热不可逆压缩过程熵变不小于零。熵变不小于零，绝热不可逆压缩过程熵变不小于零。（2）不能，由于绝热不可逆过程熵变不小于零，绝热）不能，由于绝热不可逆过程熵变不小于零，绝热可逆过程熵变等于零。可逆过程熵变等于零。第1页第1页3.4熵变计算熵变计算1.简答题简答题在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有各有1molN2，其状态分别为，其状态分别为298K、p与与298K、10p，若以，若以所有气体为体系，抽去隔板后，则所有气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、U、H、S中，中，哪些为零？哪些为零？第2页第2页2.(天大教材天大教材p145，习题，习题3.15)5mol单原子抱负气体，从始态单原子抱负气体，从始态300K，50kPa先绝热可逆压缩至先绝热可逆压缩至100kPa，再恒压冷却至体积为，再恒压冷却至体积为85dm3末态。求整个过末态。求整个过程程Q，W，U，H及及S。第3页第3页3.（天大教材（天大教材p144，习题，习题3.10）1mol抱负气体在抱负气体在T=300K下，下，从始态从始态100KPa到下列各过程，求到下列各过程，求Q、S及及 Siso。（1）可逆膨胀到压力可逆膨胀到压力50Kpa；（2）对抗恒定外压对抗恒定外压50Kpa，不可逆膨胀至平衡态；，不可逆膨胀至平衡态；（3）向真空自由膨胀至原体积向真空自由膨胀至原体积2倍。倍。第4页第4页第5页第5页4.（天大教材（天大教材p146，习题，习题3.21）绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔）绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为板一侧为2mol200K，50dm3单原子抱负气体单原子抱负气体A，另一侧为，另一侧为3mol400K，100dm3双原子抱负气体双原子抱负气体B。今将容器中绝热隔板撤去，气体。今将容器中绝热隔板撤去，气体A与气体与气体B混合达到平衡态，求过程混合达到平衡态，求过程 S。绝热绝热恒容恒容混合过程，混合过程，Q=0,W=0U=0T2=342.86K第6页第6页5.（天大教材（天大教材p145，习题，习题3.19）常压下将常压下将100g，27水与水与200g，72水在绝热容器中混合，求最后水温水在绝热容器中混合，求最后水温t及过程熵变。及过程熵变。已知水比定压热容已知水比定压热容Cp=4.184J g-1 K-1。第7页第7页6.常压下冰熔点为常压下冰熔点为0，比熔化焓，比熔化焓 fush=333.3J g-1，水比定压热容，水比定压热容Cp=4.184J g-1 K-1。在一绝热容器中有。在一绝热容器中有1kg，25水，现向容器中加入水，现向容器中加入0.5kg，0冰。求系统达到平衡后，过程冰。求系统达到平衡后，过程 S。解：将过程看作恒压绝热过程解：将过程看作恒压绝热过程 第8页第8页3.5热力学第三定律和化学改变过程熵变计算热力学第三定律和化学改变过程熵变计算3.6亥姆赫兹函数和吉布斯函数亥姆赫兹函数和吉布斯函数1.简答题简答题（1）（）（a）(b)(c)(d)(e)2.选择题选择题（1）A;(2)B第9页第9页3.10mol双原子抱负气体，在双原子抱负气体，在298K、1atm时绝热可逆压缩到时绝热可逆压缩到10atm，计算该过程，计算该过程Q、W、U、H、S、A和和 G。已知已知Sm，l（298K）=130.59J K-1 mol-1。解：双原子分子解：双原子分子=7/5第10页第10页4.（天大教材（天大教材p148，习题，习题3.36）已知在已知在101.325kPa下，水沸点为下，水沸点为100C，其比蒸，其比蒸发焓发焓 vaph=2257.4kJ kg-1。已知液态水和水蒸气在。已知液态水和水蒸气在100120C范围内平均范围内平均比定压热容分比定压热容分别别Cp(H2O,l)=4.224kJ kg-1 K-1为及为及Cp(H2O,g)=2.033kJ kg-1 K-1。今有。今有101.325kPa下下120C1kg过热水变成同样温度、压过热水变成同样温度、压力下水蒸气。设计可逆路径，并按可逆路径分别求过程力下水蒸气。设计可逆路径，并按可逆路径分别求过程 S及及 G。第11页第11页5.（天大教材（天大教材p148，习题，习题3.40）已知化学反应）已知化学反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)：1）利用附录中各物质数据）利用附录中各物质数据，求上述反应在，求上述反应在25C时时；2）利用附录中各物质原则摩尔生成吉布斯函数数据，计算上述反应在）利用附录中各物质原则摩尔生成吉布斯函数数据，计算上述反应在25C时原则摩尔反应吉布斯函数变数据；时原则摩尔反应吉布斯函数变数据；解：解：第12页第12页3.8热力学基本方程式及麦克斯韦关系式热力学基本方程式及麦克斯韦关系式1.选择题选择题（1）b（2）c2.简答题简答题（1）不是）不是dG=SdT+VdP只适合用于只适合用于W=0可逆过程，可逆过程，或者或者W=0单相恒构成封闭系统。单相恒构成封闭系统。第13页第13页3.（天大教材（天大教材p149，习题，习题3.42）求证求证：(2)对抱负气体对抱负气体第14页第14页3.9热力学第二定律在单组分系统相平衡中应用热力学第二定律在单组分系统相平衡中应用1.简答题简答题（1）水）水（2）第15页第15页2.（天大教材（天大教材p150，习题，习题3.43）已知水在已知水在77时饱和蒸气压为时饱和蒸气压为41.891kPa。水在。水在101.325kPa下正常沸点为下正常沸点为100。求。求：（a）下面表示水蒸气压与温度关系方程式中）下面表示水蒸气压与温度关系方程式中A和和B值。值。（b）在此温度范围内水摩尔蒸发焓。）在此温度范围内水摩尔蒸发焓。（c）在多大压力下水沸点为）在多大压力下水沸点为105。解：解：（1）将两个点代入方程得）将两个点代入方程得（2）依据克）依据克-克方程克方程（3）第16页第16页