第一章：热力学基本概念 热 功 习题

1-1-1． 298K时，将0.05kgN2 由0.1MPa定温可逆压缩到2Mpa，试计算此过程的功。如果

被压缩了的气体在反抗外压为0.1MPa下做定温膨胀再回到原来状态，问此过程的功是多少？

1-1-3. 求下列各过程的体积功：（视H2 为理想气体） （1）5mol H2 由300K, 100Kpa定压下加热到800k （2）5mol H2 由300K, 100Kpa定容下加热到800k

（3）5mol H2 由300K, 1.0MPa定温可逆膨胀到1.0kPa （4）5mol H2 由300K, 1.0MPa自由膨胀到1.0kPa

1-1-4.10mol的理想气体，压力为1013kPa,温度为300K,分别求出定温时下列过程的功

（1） 向真空中膨胀

3

（2） 在外压力为101.3KPa下体积胀大1dm

（3） 在外压力为101.3KPa下膨胀到该压力也是101.3KPa （4） 定温可逆膨胀至气体的压力为101.3KPa

1-1-7.计算：（1）1mol水在100°C，101.3KPa下汽化时的体积功，已知在100°C，101.3KPa

-1 ，-1

的水比体积（1克水的体积）为1.043ml*g饱和水蒸气的比体积为1.677 ml*g；（2）忽略液体体积计算体积功；（3）把水蒸气看做理想气体，计算体积功。

1-2-1.已知，在101.3KPa下，18°C时，1molZn溶于盐酸时放出151.1KJ的热，反应析出1mol H2气，求反应过程的W,△U, △H.

1-2-2.3mol单原子理想气体，从初态T1=300K，P1=100Kpa，反抗恒定外压力为50KPa作不可逆膨胀，至终态T2=300K,P2=50KPa，求这一过程Q,W，△U, △H.

1-2-4.0.2mol某理想气体，从273K，1MPa定压加热到523K，计算该过程Q,W，△U, △H，

-3-1-1

已知该气体的Cpm=（20+7×10T/K）J ·mol·K

1-2-6.3mol单原子理想气体由409K,0.15MPa经过定容变化到P2=0.1MPa，求过程的Q,W，△

-1-1

U, △H，该气体Cp，m=29.4/J ·mol·K

1-2-8.试求下列过程的△U和△H：

A（蒸汽） A（液体）

n1=2mol n2=2mol

T1=400K T2=350K

P1=101.325KPP2=101.325KP

a a

-1

已知液体A的正常沸点为350K，此时的气化焓，△VopHm=38 J ·mol，A蒸汽的平均定压

-1

摩尔热容30 J ·mol（蒸汽为理想气体）

⊙

1-3-2.求下列反应在393K的反应△rHm（393K）： C2H5OH(g)+HCl（g）=C2H5Cl(g)+H2O(g) 已知：

⊙ -1-1-1

物质 △fHm（298K）/KJ ·mol Cp，m/J ·mol·K

-3

C2H5OH(g) -105.0 13.07+188.5×10T/K

-3

HCl（g） -241.84 30.00+10.71×10T/K

-3

C2H5Cl(g) -235.3 19.07+212.7×10T/K

-3

H2O(g) -92.31 26.53+4.62×10T/K

1-5-1. 5mol理想气体（Cp，m=29.10/J ·mol·K），有始态400K,200KPa定压冷却到300K，试计算过程的Q,W，△U, △H以及△S

1-5-2.在下列情况下，1mol理想气体在27°C定温膨胀从50dm3至100dm3，求Q,W，△U, △H以及△S.

(1) 可逆膨胀（2）膨胀过程所做的功等于最大功的50%（3）向真空膨胀

1-5-3. 2mol某理想气体，其定容摩尔热容Cv，m=3/2R，由500K,405.2KPa的始态，依次经历下列过程：

（1）在恒外压力202.6KPa,绝热膨胀至平衡状态（2）再可逆膨胀至101.3KPa（3）最后定容加热至500K的始态。试求整个过程的Q,W，△U, △H以及△S.

-1-1

1-5-11 （1） 今有1mol单原子理想气体，始态压力为1013kPa,体积为2.24dm,经绝热过程向真空中膨胀至22.4dm，（2）又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为2.24dm.分别求（1），（2）两过程的Q, W, △U, △H, △S.设Cv,m=3/2R

1-5-5 温度为200°C，体积为20dm3的1mol氧，反抗恒定的101.3kpa的外压进行绝热膨胀，直到气体的压力与外压平衡，设氧气服从理想气体行为，则气体在该过程的熵变为多少？ Cp,m=7/2R

1-5-6 在定压下，将1kg，273K的水先与323K的定温热源接触，达到平衡后再与373K的定温热源接触，使水温最终升至373K。求上述过程水的熵变，热源的熵变，隔离系统的熵变。已知睡的质量定压热容Cp=4.184J*K*g

-1

-1

3

3

3

1-7-1 在27°C时，1mol理想气体从1MPa定温膨胀到100kPa，计算此过程的△U, △H, △S，△F，△G

1-7-2在25°C时，1mol氧气从1000kPa自由膨胀到100kPa，计算此过程的△U, △H,（设氧气为理想气体）

1-7-3.4mol某理想气体，其Cv,m=2.5R，由600K，1000Kpa始态，经绝热反抗压力恒定为600Kpa的环境压力膨胀至平衡态之后，再定压加热到600K的始态，试求整个过程的△F，△G，△U

1-7-4苯在正常沸点353K时摩尔气化焓为30.75KJ*mol 今将353K，101.325Kpa下的1mol液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽（设为理想气体），求此过程的Q,W, △U, △S，△F，△G

1-7-5将一小玻璃瓶放入真空容器中，瓶中已封入1 mol液态水（100℃，101.3 kPa），真空容器恰好能容纳1 mol水蒸气（100℃，101.3 kPa）若保持整个系统的温度为100℃，将瓶击破后，水全部汽化为水蒸气计算此过程的Q，W，△U，△S，△A，△G根据计算结果说明此过程是否可逆？用那一个热力学函数作为判据？已知水在100℃，101.3 kPa的汽化焓为40.64 kJ·mol-1设蒸气为理想气体

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