内容发布更新时间 : 2025/6/28 10:39:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
上式的物理意义如下：
恒容时体系的体积不变，而恒压时体系的体积随温度的升高要发生变化。 (1)
项表示，当体系体积变化时外界所提供的额外能量；
(2) 的能量； 由于和
项表示，由于体系的体积增大，使分子间的距离增大，位能增大，使热力学能增大所需
都为正值，所以与的差值的正负就取决于项。如果体系的体积随温度的
升高而增大，则则
。
，则；反之，体系的体积随温度的升高而缩小的话，，
通常情况下，大多数流体（气体和液体）的
水在0～4℃的范围内，随温度升高体积是减小的，所以对于理想气体，则有
。
；只有少数流体在某些温度范围内
。
，如
（2）对于气体都可以作为理想气体处理的化学反应，则有 即
所以，若反应的△Cp,m>0, 反应的△Cv,m不一定大于零。
习题解答
【1】如果一个系统从环境吸收了40J的热，而系统的热力学能却增加了200J，问系统从环境得到了多少功？如果该系统在膨胀过程中对环境作了10kJ的功，同时吸收了28kJ的热，求系统的热力学能变化值。
【解】 W=ΔU-Q=200J-40J=160J
ΔU=Q+W=28kJ+（-10kJ）=18kJ
【2】有10mol的气体（设为理想气体），压力为1000kPa，温度为300K，分别求出温度时下列过程的功：
（1）在空气压力为100kPa时，体积胀大1dm3；
（2）在空气压力为100kPa时，膨胀到气体压力也是100kpa; （3）等温可逆膨胀至气体的压力为100kPa.
【解】（1）气体作恒外压膨胀：故
=-100×103Pa×（1×10-3）m3=-100J
（2）
=-10mol×8.314J·K-1·mol-1×300K=-22.45KJ
(3)
=-10mol×8.314J·K-1·mol-1×300K×=-57.43kJ
【3】1mol单原子理想气体，
,始态（1）的温度为273K，体积为22.4dm3，经历如下三步，
又回到始态，请计算每个状态的压力、Q、W和ΔU。
（1）等容可逆升温由始态（1）到546K的状态（2）；
（2）等温（546K）可逆膨胀由状态（2）到44.8dm3的状态（3）； （3）经等压过程由状态（3）回到始态（1）。 【解】 (1)由于是等容过程,则 W1=0
ΔU1=Q1+W1=Q1=
=1×3/2×8.314(546-273)=3404.58J (2) 由于是等温过程,则 ΔU2=0 根据ΔU=Q+W 得Q2=-W2 又根据等温可逆过程得: W2=Q2=-W2=3146.5J (3).
由于是循环过程则:ΔU=ΔU1+ΔU2+ΔU3=0 得 ΔU3=-(ΔU1+ΔU2)=-ΔU1=-3404.58J
W3=-PΔV=-P3(V3-V1)=101325×(0.0224-0.0448)=2269.68J Q3=ΔU3-W3=-3404.58J-2269.68J=-5674.26J
【4】在291K和100kPa下，1molZn(s)溶于足量稀盐酸中，置换出1molH2(g)，并放热152KJ。若以Zn和盐酸为系统，求该反应所做的功及系统热力学能的变化。
解 该反应 Zn(s)+2HCl(a)=ZnCl2(s)+H2(g) 所以
<