题目
1、在 100 kPa 和 373 K 时，将 2.0 mol H2O(g)可逆压缩为液体（已知该条件下水的蒸发热为 2258 kJ/kg，摩尔质量为 18.0 g/mol。水蒸气视为理想气体；计算中可以忽略液体体积） （1）计算该过程的 Q、W、△U、△H、△S、△A 和△G；（ 2 ） 如 果 该 气 体 是 经 过 非 可 逆 途 径 变 化 到 相 同 终 态 ， 则Q、W、△U、△H、△S、△A 和△G 中有哪些与(1)的相等？
1、在 100 kPa 和 373 K 时，将 2.0 mol H2O(g)可逆压缩为液体（已知该条件下水的蒸发
热为 2258 kJ/kg，摩尔质量为 18.0 g/mol。水蒸气视为理想气体；计算中可以忽略液体体
积）
（1）计算该过程的 Q、W、△U、△H、△S、△A 和△G；
（ 2 ） 如 果 该 气 体 是 经 过 非 可 逆 途 径 变 化 到 相 同 终 态 ， 则
Q、W、△U、△H、△S、△A 和△G 中有哪些与(1)的相等？
题目解答
答案
1、解：（1）W=-P[V(l)-V(g)]≈PV(g)=nRT=(2×8.314×373)J=6.20kJ 1 分
Q=△H=2258 kJ/kg×18.0×10-3 kg/mol×2mol=-81.2 kJ 各 1 分
△U= Q+ W=（6.20-81.2）kJ =-75.0 kJ 1 分
△S= QR/T=-81.2×103 J/373K=-218 J/K 1 分
△A= WR=6.20kJ 1 分
△G=0 1 分
（2）由于状态函数的改变量只决定于始、终态，与变化途径无关，
所以△U、△H、△S、△A 和△G 均与(1)的相等。 3 分
解析
步骤 1：计算 W
W=-P[V(l)-V(g)]≈PV(g)=nRT=(2×8.314×373)J=6.20kJ
步骤 2：计算 Q
Q=△H=2258 kJ/kg×18.0×10-3 kg/mol×2mol=-81.2 kJ
步骤 3：计算 △U
△U= Q+ W=（6.20-81.2）kJ =-75.0 kJ
步骤 4：计算 △S
△S= QR/T=-81.2×103 J/373K=-218 J/K
步骤 5：计算 △A
△A= WR=6.20kJ
步骤 6：计算 △G
△G=0
步骤 7：分析非可逆过程
由于状态函数的改变量只决定于始、终态，与变化途径无关， 所以△U、△H、△S、△A 和△G 均与(1)的相等。
W=-P[V(l)-V(g)]≈PV(g)=nRT=(2×8.314×373)J=6.20kJ
步骤 2：计算 Q
Q=△H=2258 kJ/kg×18.0×10-3 kg/mol×2mol=-81.2 kJ
步骤 3：计算 △U
△U= Q+ W=（6.20-81.2）kJ =-75.0 kJ
步骤 4：计算 △S
△S= QR/T=-81.2×103 J/373K=-218 J/K
步骤 5：计算 △A
△A= WR=6.20kJ
步骤 6：计算 △G
△G=0
步骤 7：分析非可逆过程
由于状态函数的改变量只决定于始、终态，与变化途径无关， 所以△U、△H、△S、△A 和△G 均与(1)的相等。