第二章热力学第一定律及其应用
1. 如果一个体重为70kg的人能将40g巧克力的燃烧热(628 kJ) 完全转变为垂直位移所要作的功 ,那么这点热量可支持他爬多少高度?
2. 在291K和下,1 mol Zn(s)溶于足量稀盐酸中,置换出1 mol H2并放热152 kJ。

若以Zn和盐酸为体系，求该反应所作的功及体系内能的变化。

3．理想气体等温可逆膨胀，体积从V1胀大到10V1，对外作了41.85 kJ的功，体系的起始压力为202.65 kPa。

(1)求V1。

(2)若气体的量为2 mol ,试求体系的温度。

4．在101.325 kPa及423K时，将1 mol NH3等温压缩到体积等于10 dm3, 求最少需作多少功？
（1）假定是理想气体。

（2）假定服从于范德华方程式。

已知范氏常数a=0.417 Pa·m6·mol-2, b=3.71× m3/mol.
5．已知在373K和101.325 kPa时，1 kg H2O（l）的体积为1.043 dm3,1 kg水气的体积为1677 dm3,水的 =40.63 kJ/mol 。

当1 mol H2O(l),在373 K 和外压为时完全蒸发成水蒸气时，求
（1）蒸发过程中体系对环境所作的功。

（2）假定液态水的体积忽略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。

（3）假定把蒸汽看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。

（4）求（1）中变化的和。

（5）解释何故蒸发热大于体系所作的功？
6．在273.16K 和101.325 kPa时,1 mol的冰熔化为水，计算过程中的功。

已知在该情况下冰和水的密度分别为917 kg·m-3和1000 kg·m-3。

7．10mol的气体（设为理想气体），压力为1013.25 kPa,温度为300 K，分别求出等温时下列过程的功：
（1）在空气中（压力为101.325 kPa）体积胀大1 dm3。

（2）在空气中膨胀到气体压力也是101.325 kPa。

（3）等温可逆膨胀至气体的压力为101.325 kPa。

8．273.2K，压力为5×101.325 kPa的N2气2 dm3,在外压为101.325 kPa下等温膨胀，直到N2气的压力也等于101.325 kPa为止。

求过程中的W,ΔU ，ΔH 和Q。

假定气体是理想气体。

9．0.02kg乙醇在其沸点时蒸发为气体。

已知蒸发热为858kJ/kg.蒸汽的比容为0.607 m3/kg。

试求过程的ΔU ，ΔH，Q，W（计算时略去液体的体积）。

10. 1× kg水在373K，101.325 kPa压力时，经下列不同的过程变为373 K，
压力的汽，请分别求出各个过程的W，ΔU ，ΔH 和Q 值。

（1）在373K，101.325 kPa压力下变成同温，同压的汽。

（2）先在373K，外压为0.5×101.325 kPa下变为汽，然后加压成373K，101.325 kPa压力的汽。

（3）把这个水突然放进恒温373K的真空箱中，控制容积使终态为101.325 kPa 压力的汽。

已知水的汽化热为2259 kJ/kg。

11. 一摩尔单原子理想气体，始态为2×101.325 kPa,11.2 dm3,经pT=常数的可逆过程压缩到终态为4×101.325 kPa，已知C(V,m)=3/2 R。

求：
（1）终态的体积和温度。

（2）ΔU 和ΔH 。

（3）所作的功。

12．设有压力为101.325 kPa，温度为293K的理想气体3 dm3,在等压下加热，直到最后的温度为353K为止。

计算过程中W，ΔU ，ΔH 和Q。

已知该气体的等压热容为C(p,m)=(27.28+3.26·
T) J/(K·mol)。

13. 在标准压力下，把一个极小的冰块投入0.1 kg,268 K(即-5 ℃)的水中，结果使体系的温度变为273 K，并有一定数量的水凝结成冰。

由于过程进行的很快，可以看作是绝热的。

已知冰的溶解热为333.5 kJ/kg,在268-273K之间水的比热为4.21 kJ/(K·kg)。

（1）写出体系物态的变化,并求出ΔH.
（2）求析出冰若干克。

14．一摩尔氢在298.2 K和压力101.325 kPa下经可逆绝热过程压缩到5 dm3,计算：
（1）氢气的最后温度。

（2）氢气的最后压力。

（3）需做多少功。

15．某一热机的低温热源为313 K，若高温热源分别为
（1） 373K，（在101.325 kPa下水的沸点）
（2） 538K，（是压力为50×101.325 kPa下水的沸点）。

试分别计算热机的理论换算系数。

16. 某电冰箱内的温度为273 K，室温为298K，今欲使1 kg 273 K的水变成冰，问最少需做多少功？已知273 K时冰的融化热为335kJ/kg 。

17. 0.500 g正庚烷放在弹形量热计中，燃烧后温度升高2.94 K。

若量热计本身及其附件的热容量为8.177kJ/K, 计算298K时正庚烷的燃烧热（量热计的平均温度为298 K）。

18. 在298.15K及101.325 kPa压力时设环丙烷，石墨及氢气的燃烧热（）
分别为-2029，-393.8及-285.84 kJ/mol。

若已知丙烯（气）的=20.5 kJ/mol，试求：
（1）环丙烷的。

（2）环丙烷异构化变为丙烯的。

19. 某高压容器中含有未知气体，可能是氮或氩气。

今在298 K时，取出一些样品，从5 dm3绝热可逆膨胀到6 dm3,温度降低了21 K，试问能否判断出容器中是何种气体？
设振动的贡献可忽略不计。

20. 将H2O看作刚体非线性分子，用经典理论来估计其气体的C(p,m)值是多少？
如果升高温度，将所有振动项的贡献都考虑进去，这时C(p,m)值又是多少？。