第二章习题答案

第二章热力学第一定律。

2.19在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2 mol，0c的单原子理想气体a及5 mol，100c的双原子理想气体b，两气体的压力均为100 kpa。活塞外的压力维持在100 kpa不变。

今将容器内的隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度t及过程的。

解：过程图示如下。

假定将绝热隔板换为导热隔板，达热平衡后，再移去隔板使其混合，则。

由于外压恒定，求功是方便的。

由于汽缸为绝热，因此。

2.20在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为2 mol，0c的单原子理想气体a，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6 mol，100c的双原子理想气体b，其体积恒定。

今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的t及过程的。

解：过程图示如下。

显然，在过程中a为恒压，而b为恒容，因此。

同上题，先求功。

同样，由于汽缸绝热，根据热力学第一定律。

2.31 100 kpa下，冰（h2o, s）的熔点为0c。在此条件下冰的摩尔融化热。

已知在-10c ~ 0c范围内过冷水（h2o, l）和冰的摩尔定压热容分别为和。求在常压及-10c下过冷水结冰的摩尔凝固焓。

解：过程图示如下。

平衡相变点，因此。

2.33 25c下，密闭恒容的容器中有10 g固体奈c10h8(s)在过量的o2(g)中完全燃烧成co2(g)和h2o(l)。过程放热401.727 kj。求。

2）的；3）的；

解：（1）c10h8的分子量m= 128.174，反应进程。

2.34应用附录中有关物资在25c的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应在25c时的及。

解：查表知。

3.35应用附录中有关物资的热化学数据，计算25c时反应。

的标准摩尔反应焓，要求：

1）应用25c的标准摩尔生成焓数据；

2）应用25c的标准摩尔燃烧焓数据。

解：查表知。

因此，由标准摩尔生成焓。

由标准摩尔燃烧焓。

2.37已知25c甲酸甲脂（hcooch3, l）的标准摩尔燃烧焓为，甲酸（hcooh, l）、甲醇（ch3oh, l）、水（h2o, l）及二氧化碳（co2, g）的标准摩尔生成焓分别为、、及。应用这些数据求25c时下列反应的标准摩尔反应焓。

解：显然要求出甲酸甲脂（hcooch3, l）的标准摩尔生成焓。

2.39对于化学反应。

应用附录中4种物资在25c时的标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式：

1）将表示成温度的函数关系式。

2）求该反应在1000c时的。

解：与温度的关系用kirchhoff公式表示。

因此，1000 k时，2.40甲烷与过量50%的空气混合，为使恒压燃烧的最高温度能达到2000c，求燃烧前混合气体应预热到多少摄氏度。物资的标准摩尔生成焓数据见附录。

空气组成按，计算。各物资的平均摩尔定压热容分别为：；；

解：燃烧为恒压绝热过程。化学反应式。

设计途径如下。

在下甲烷燃烧的摩尔反应热为，则。

可由表出（kirchhoff公式）

设甲烷的物质量为1 mol，则，最后得到。