题目
24 系统由相同的始态经过不同的途径达到相同的末态。石建议 =2.078ky-|||-_(1)=-4.157kJ, 而途径b的 _(n)=-0.692kJ 求w后。 答: -1.387kg-|||-25 如态为25℃,200kPa的5mol某理想气体,经a、b两个不同途径到达相同的末态。-|||-建经a先经绝热影胀到 -28.57. 100kPa,过程的功 =-5.57k; 再恒容加热到压力-|||-200kPa的末态,过程的热 =25.42kJ 途径b为恒压加热过程。求途径b的W。及Q、-|||-答: _(1)=-7.940kJ _(b)=27.79k-|||-2.6 4mol的某理想气体,温度升高20℃,求 Delta H-Delta U 的值。-|||-答:665.12J-|||-2.7已知水在25℃的密度 rho =997.04kgcdot (m)^-3 求1mol水(H2O,1 )在25℃下:-|||-(1)压力从100kPa增加至200kPa时的 Delta B:-|||-(2)压力从100kPa增加至1MPa时的 Delta H-|||-假设水的密度不随压力改变,在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。-|||-答:(1)1.8J;(2)16.2 J-|||-2.8 某理想气体 _(r)=1.5R, 今有5 mol该气体恒容升温50℃。求过程的W、Q、 △U、 Delta H-|||-答:(1)1.8J;(2)16.2 J-|||-2.9某理想气体 _(r)=2.5(R)_(0) 今有5 mol该气体恒压降湿50 ℃。求过程的WO-|||-答: =0, =Delta U=3.118kJ Delta H=5.196kg-|||-H。
题目解答
答案
求Wb解：U只取决于封闭系统的始、末状态,而与具体途径无关因为：系统由相同的始态达到了相同的末态所以：U1=U2即Qa+wa=Qb+wb。
2.078kJ+(-4.157)kJ=-0.692kJ+wbWb=-1.387kJ陆爱玲2-5始态为25，200kPa的5mol某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。
途径a先经绝热膨胀到28.57，100kPa，步骤的功Wa=-5.57kJ在恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=25.42kJ。
途径b为恒压加热过程。
2.078kJ+(-4.157)kJ=-0.692kJ+wbWb=-1.387kJ陆爱玲2-5始态为25，200kPa的5mol某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。
途径a先经绝热膨胀到28.57，100kPa，步骤的功Wa=-5.57kJ在恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=25.42kJ。
途径b为恒压加热过程。
解析
步骤 1：确定系统能量守恒
根据热力学第一定律，系统能量守恒，即内能变化 $\Delta U$ 等于系统吸收的热量 $Q$ 加上系统对外做的功 $W$。对于一个封闭系统，内能变化只取决于始末状态，与过程无关。
步骤 2：计算途径a的内能变化
途径a分为两个步骤：绝热膨胀和恒容加热。绝热膨胀过程中，系统对外做功 $W_0 = -5.57 kJ$，系统吸收的热量 $Q_0 = 0$，因此内能变化 $\Delta U_0 = Q_0 + W_0 = -5.57 kJ$。恒容加热过程中，系统吸收的热量 $Q_1 = 25.42 kJ$，系统对外做功 $W_1 = 0$，因此内能变化 $\Delta U_1 = Q_1 + W_1 = 25.42 kJ$。途径a的总内能变化 $\Delta U_a = \Delta U_0 + \Delta U_1 = -5.57 kJ + 25.42 kJ = 19.85 kJ$。
步骤 3：计算途径b的内能变化
途径b为恒压加热过程，系统吸收的热量 $Q_b = 27.79 kJ$，系统对外做功 $W_b$ 未知。由于途径a和途径b的始末状态相同，因此途径b的内能变化 $\Delta U_b = \Delta U_a = 19.85 kJ$。根据热力学第一定律，途径b的内能变化 $\Delta U_b = Q_b + W_b$，因此 $W_b = \Delta U_b - Q_b = 19.85 kJ - 27.79 kJ = -7.94 kJ$。
根据热力学第一定律，系统能量守恒，即内能变化 $\Delta U$ 等于系统吸收的热量 $Q$ 加上系统对外做的功 $W$。对于一个封闭系统，内能变化只取决于始末状态，与过程无关。
步骤 2：计算途径a的内能变化
途径a分为两个步骤：绝热膨胀和恒容加热。绝热膨胀过程中，系统对外做功 $W_0 = -5.57 kJ$，系统吸收的热量 $Q_0 = 0$，因此内能变化 $\Delta U_0 = Q_0 + W_0 = -5.57 kJ$。恒容加热过程中，系统吸收的热量 $Q_1 = 25.42 kJ$，系统对外做功 $W_1 = 0$，因此内能变化 $\Delta U_1 = Q_1 + W_1 = 25.42 kJ$。途径a的总内能变化 $\Delta U_a = \Delta U_0 + \Delta U_1 = -5.57 kJ + 25.42 kJ = 19.85 kJ$。
步骤 3：计算途径b的内能变化
途径b为恒压加热过程，系统吸收的热量 $Q_b = 27.79 kJ$，系统对外做功 $W_b$ 未知。由于途径a和途径b的始末状态相同，因此途径b的内能变化 $\Delta U_b = \Delta U_a = 19.85 kJ$。根据热力学第一定律，途径b的内能变化 $\Delta U_b = Q_b + W_b$，因此 $W_b = \Delta U_b - Q_b = 19.85 kJ - 27.79 kJ = -7.94 kJ$。