求1mol理想气体在等压下升温1K时所做的体积功。 解:等压p1= p2=p ex
W=-p ex(V2-V1)=p1V1-p2V2=nR(T1-T2)=1mol⨯8.314 J⋅mol-1⋅K-1⨯(-1K) = 8.314 J
10mol理想气体,压力为1000kPa,温度为27︒C,试求出下列等温过程的功: (1) 反抗恒定外压100kPa,体积膨胀1倍;- 2.49⨯103J (2) 反抗恒定外压100kPa等温膨胀至平衡终态;- 2.25⨯104J
(3) 等温可逆膨胀到气体的压力为100kPa。- 5.74⨯104J (傅)
已知冰和水的密度分别为0.92⨯103kg⋅m-3和1⨯103kg⋅m-3,现有1mol水发生如下变化:
(1) 在0︒C、100kPa下变为冰;
(2) 在100︒C、100kPa下变为水蒸气(可视为理想气体)
试求各过程的功。
解:(1) W=-p(V s-V l)= pm(1/ρl-1/ρs)=105Pa⨯1mol⨯18g⋅mol-1⨯(1/1g⋅cm-3-1/0.92g⋅cm-3)=-0.157J (2)W=-p(V g-V l)=pm/ρl-pV g=pnM/ρl-nRT=105Pa⨯1mol⨯18g⋅mol-1/1g⋅cm-3-1mol⨯8.314
J⋅mol-1⋅K-1 ⨯373.15K=3101J
在标准压力及423K时,将1molNH3等温压缩到体积等于10dm3,求最少需要做多少功?
(1) 假设NH3是理想气体;4330J
(2) 假设NH3是范德华气体,已知a = 0.4225Pa⋅m6⋅mol-2,b = 3.707×10-5m3⋅mol-1。4402J
求1mol 水蒸气由100kPa 、100︒C 等压加热至400︒C 所需吸收的热。
(1) 按照水蒸气平均热容C p,m (H 2O, g)=35J·mol -1·K -1计算;10.50kJ
(2) 按照附录表Ⅵ中水蒸气C p,m 与T 的关系式进行计算。10.85kJ
(1)Q=n*Cp,m(H 2O,g)(T 2-T 1)=10.50kJ
(2) ()
⎰⎰++==2121d d 2m ,T T T T p T cT bT a n T C n Q ()()()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-+-+-=31322122123121T T c T T b T T a n ()()()13
36223mol J 37367310002.2313736731049.142110040016.29mol 1---⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯--⨯⨯+-⨯=
= 10.85kJ
在一容积为20dm 3的刚性容器内装有氢气,在17︒C 时压力为1.2⨯105Pa 。现对容器加热,使内部氢气压力升高至6⨯105Pa ,则此时氢气温度为多少K ?此过程吸热多少J ?氢气可看作理想气体。1450K 24.16kJ
1mol 单原子分子理想气体经历以下两条途径由始态0︒C 、22.4dm 3变为终态273︒C 、11.2dm 3,试分别计算各途径的Q 、W 、∆U 、∆H 。
(1) 先等压,再等容;Q = 2270J W = 1135J ∆U = 3405J ∆H = 5674J
(2) 先等温可逆,再等压。Q = 2528J W = 877J ∆U = 3405J ∆H = 5674J
1mol 理想气体于27︒C 、101.325kPa 状态下受某恒定外压等温压缩到平衡,再由该状态下等容升温至
97︒C ,则压力升到1013.25kPa 。求整个过程的Q 、W 、∆U 、∆H 。已知该气体的C V ,m = 20.92 J·mol -1·K -1,且不随温度变化。
100g氮气,温度为0︒C,压力为101kPa,分别进行下列过程
(1) 等容加热到p = 1.5⨯101kPa
(2) 等压膨胀至体积等于原来的二倍
(3) 等温可逆膨胀至压力等于原来的一半
(4) 绝热反抗恒外压膨胀至体积等于原来的二倍,压力等于外压。
求各过程的∆U、∆H、Q、W。(设N2为理想气体,且C p,m = 3.5R)