第2章热力学定律和热力学基本方程 51 16.0℃、05MPa的N2(g)2dm3,在外压为01MPa下恒温膨胀 直至氮气的压力等于01MPa,求过程的Q、W、△U、MH、AS、△G 和△A。假设氮气服从理想气体状态方程 解:△U=0,△H=0 05 12=-V H=-py4V=01×10°)(0-2)×10-]=-800 P1P11 p2 0.5×10°×2×10 273.15 0D/.k AG=△H-T△S=0-273.15×5.892J=-1609J=-1609kJ 17.1molH2(g)在25℃和0MPa下可逆绝热压缩至体积为5dm3, 试求终态温度、压力及过程的Q、W、U、△H、AS。假设氢气为理 想气体,C"m=(5/2)R。 pm(7/2)R 14 n⑤5/2)R =nR=[1x83145×(25+27315 pI =2479×10-3m3=2479dm3 pI xO. 1 MPa =0.941MPa n=21-091o6o01k=5659 R 1×8.3145 △U= nCy 47=1×2×83145×65929815)J=561 △H=nCAT=1×2×83145×(5659-29815)J=7792J第 2 章 热力学定律和热力学基本方程 ·51· 16. 0℃、05. MPa 的N (g) 2 dm 2 3 ，在外压为01. MPa 下恒温膨胀， 直至氮气的压力等于01. MPa ，求过程的Q、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔG 和ΔA。假设氮气服从理想气体状态方程。 解：ΔU = 0，ΔH = 0 V p p 2 V1 2 1 0 5 01 = =× = 2 10 . . dm dm 3 3 [ (0.1 10 ) (10 2) 10 ]J = 800 J 6 3 = − = − × × − × − − W p外ΔV Q UW W = Δ − =− = 800 J 1 1 6 3 2 1 1 1 1 2 1 = 5.892 J K J K 0.1 0.5 ln 273.15 0.5 10 2 10 ln ln − − − ⋅ ⋅ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ × × × × = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ =⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Δ = p p T p V p p S nR ΔG = ΔH −TΔS = 0 − 273.15×5.892 J = −1609 J = −1.609 kJ Δ Δ A = =− G 1609 . kJ 17. 1 mol H (g) 2 在 25℃和01. MPa 下可逆绝热压缩至体积为5 dm3 ， 试求终态温度、压力及过程的Q、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 。假设氢气为理 想气体，CV (5/ 2)R o ,m = 。 解： ( ) ( ) 1.4 5 / 2 7 / 2 o ,m o ,m = = = R R C C V p γ ( ) 3 3 3 3 6 1 1 1 24.79 10 m = 24.79 dm m 0.1 10 1 8.3145 25 273.15 − = × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × × + = = p nRT V = 0.941MPa 0.1MPa 5 24.79 1.4 1 2 1 2 ⎟ × ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = p V V p γ ( ) ( ) K = 565.9 K 1 8.3145 0.941 10 5 10 6 3 2 2 2 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × × × = = − nR p V T 8.3145 ( ) 565.9 298.15 J = 5566 J 2 5 1 o ,m ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ΔU = nCV ΔT = × × × − 8.3145 ( ) 565.9 298.15 J = 7792 J 2 7 1 o ,m ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ΔH = nCp ΔT = × × × −