1mol单原子理想气体始态为273K 100kPa 分别经历下列可逆变化:(1)等温下压力加倍;(2)等压下体积加

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1mol单原子理想气体始态为273K、100kPa,分别经历下列可逆变化:(1)等温下压力加倍;(2)等压下体积加倍;(3)等容下压力加倍;(4)绝热可逆膨胀至压力为50kPa。(5)绝热不可逆反抗恒外压50kPa膨胀至平衡。试计算上述各过程的Q、W、△U、△H、△S、△G、△F。已知273K、100kPa下该气体的S=100J/(K.mol)。

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热搜:单原子理想气体的配分函数

答案解析

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    (1)等温下压力加倍,△U=0、△H=0S2=S1+△S=100+14.41=114.41J/K△G=△H—△(TS)=△H一(T2S2一T1S1)=5674一(2×273×114.41—273×100)=一2.949×104J△F=△U—△(TS)=△U一(T2S2一T1S1)=3405一(2×273×114.41—273×100)=一3.176×104JS2=S1+△S=100+8.644=108.644J/K△G=△H一△(TS)=△H一(T2S2一T1S1)=5674一(2×273×108.644—273×100)=一2.635×104J△F=△U一△(TS)=△U一(T2S2一T1S1)=3405一(2×273×108.644—273×100)=一2.861×104J(4)绝热可逆膨胀至压力为50kPa,Q=0△S=0△G=△H一△(TS)=△H—S△T=一1372—100×(207—273)=5228J△F=△U一△(TS)=△U—S△T=一823.1—100×(207—273)=5777J(5)绝热不可逆反抗恒外压50kPa膨胀至平衡,Q=0,W=△U即nCV,m(T2一T1)=一pe(V2一V1)S2=S1+△S=101.125J/K△G=△H一△(TS)=△H一(T2S2一T1S1)=4085J△F=△U—△(TS)=△U一(T2S2一T1S1)=4539J