一个有关热力学第一定律的计算题,求解 有关热力学第一定律

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-02
n=1mol, T1=273K, p1=200KPa, T2=323K, p2=100Kpa, Cv,m=1.5R, Cp,m=2.5R, R=8.314J/molK。

1. 恒压p1=200KPa下,由T1升为T2,根据pV=nRT容易求出此过程的V1=nRT1/p1和V2=nRT2/p1
Q1=△H1=nCp,m (T2-T1)。W1=-p1(V2-V1),或=-nR(T2-T1),两个式子都可计算。
△U1=nCv,m (T2-T1)。

再恒温(T2)由p1可逆升至p2,同样算出此过程的V1=nRT2/p1和V2=nRT2/p2。
W2=-积分号pdV=-nRT2 ln(V2/V1),其中积分上下限分别为V2,V1。
△U2=0,Q2=△U2-W2=-W2,△H2=△U2+△(pV),等温过程pV不变,故△H2=△U2=0。
将上面得到的Q1,Q2相加得到整个过程的吸热量Q,其它量也同样相加。

2. 先恒温后恒压,计算过程与上面相反,即先用(1)后面过程的公式计算各量,再用(1)前面过程的公式计算各量。最后求和。注意:计算过程中代入数据的时候留意该代哪个数据。例如,

W1=-积分号pdV=-nRT1 ln(V2/V1),其中积分上下限分别为V2,V1,公式中的T2应改成现在的T1。V2,V1应根据现在的情况分别计算V2=nRT1/p2, V1=nRT1/p1。

1,2两个过程总的Q和W一定不等(取决于具体过程是过程量),而△H和△U一定相等(与过程无关,说明U,H都是状态函数)。

此外计算中应将KPa换算成10^3Pa,其它物理量单位均为国际单位。
如有不明,欢迎追问。

关于热力学第一定律的问题,很经典的题目,求高人指导。~

dU=dW+dQ电池对电热丝应该是做功的。
第一题dU>0,dW>0,dQ<0
第二题dU>0,dW=0,dQ>0
第三题dU<0,dW<0,dQ=0
第四题dU<0,dW=0,dQ<0
第五题dU>0,dW>0,dQ=0
第六题dU0
这样对吗?我不知道你那个Q>0,U<0,W=0是怎么来的。欢迎交流,也许你可以告诉我原题是什么以及那本书上的第一定律的表述。


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