T2 174.72K V2 nRT2 14.53 10 3m3 P2
W2 1mol 12.47J mol 1 K 1 174.72K 273K 1225.55J
计算表明，若末态的压强相同，绝热不可逆膨胀过程的末态温度比绝热可逆膨胀过程的要高。换句话说，即使始态相同，绝热可逆过程与绝热不可逆过程不可能达到相同的末态。
。 9. 计算298.15K下，反应CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)的反应热效应 rHm
解: 查附录得: CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)
fHm(B,298K/KJ mol 1) -110.54 -241.81 -393.51 0
rHm B fHm(B,298K)
=1×(-393.51)+1×0+(-1) ×(241.81)+(-1) ×(-110.54)
=-41.16kJ mol 1
10. 计算C(石墨) O2(g) CO2(g)在1150K的热效应。
解：计算步骤如下
① 由热力学数据表查出有关数据,计算此反应在298K下的热效应,并算出 rCP
由表查得： rHm(CO2,g,298K) 393.51kJ mol 1
故 H(298K) H (CO,g) H (C,石墨) H (O,g) rmrm2fmfm2
= 393.51kJ mol 1
由查表得：
CP,m(CO2,g) 44.14 9.04 10 3T 8.54 105T 2 J mol 1 K 1 (298-2500K) CP,m(O2,g) 29.96 4.18 10 3T 1.67 105T 2 J mol 1 K 1 (298-3000K) CP,m(C,石墨) 24.439 0.435 10 3T 31.627 105T 2 J mol 1 K 1(1100-4000K) rCp 1 C,Pm(CO ) 1C2,g,P m(O, g) 1C(C, 2,Pm石墨 )
10.259 4.425 10 3T 24.754 105T 2 J mol 1 K 1
② 根据式(2.11.2)计算此反应在1150K的热效应 rHm(1150K):
rHm(1150K) rHm(298K) 1150K
298K CpdT
39510J mol 1 1150K( 10.259 4.425 10 3T 298K
1 24.754 105T 2)dT J mo l
393366.93J mol 1
11. 试求出在1100～2500K的温度范围内，碳石墨燃烧生成CO2的反应在1200K、1500K、2000K的反应热效应。
解：① 由式（2.11.3）得： rHm(T) H0 a bT cT 2dT
H0 aT 1 bT2 cT 1 2
由上例所查相关数据和反应在298K时的热效应值可得：
a 10.259 103kJ mol 1 K 1 b 4.405 10 6kJ mol 1 K 1 c 24.754 102kJ mol 1 K 1 H H(298K) aT 1 bT2 cT 1 0rm2
[ 393.51 298 10.259 10 3 1 2982 2
4.405 10 6 24.754 102
]kJ mol 1
298
382.34kJ mol 1
故： rHm(T) 383.34 10.259 10 3T 2.203 10 6T2 24.754 102T 1 kJ mol 1
② 计算 1200K、1500K和2000K的反应热效应：
rHm(1200K) ( 383.34 10.259 10 3 1200 2.203 10 6
12002 24.754 102
)kJ mol 1
1200
393.55kJ mol 1
当取T 1500K时可得： rHm 1500K 394.43kJ mol 1 当取T 2000K时可得： rHm 2000K 395.29kJ mol 1
12. 3.5molH2O(l)于恒定101.325kPa压力下,由t1 298.15K升温并蒸发成为t1 373.15K的H2O(g)，求过程的热Q及系统 U。已知 VapH(H2O,373.15K) 40.637kJ mol 1，25-100℃范围内水Cp,m 75.6J K 1 mol 1
解: 系统的初态1,末态2及过程特征如下框图所示:
2由于过程1→2恒压,故过程的热Q实际是恒压热,即 Q Qp 1H
2计算Q也就是要计算状态函数增量 1H。为此，假设了虚线所示的途径来完成,则
232 1H 1H 3H
3 1H nCp,m(t2 t1) 3.5 75.6 (373.15 298.15) 19845J 2 3H n VapHm(H2O,373.15K) 3.5 40.637 142.2kJ
所以: Q Qp232 1H 1H 3H 162.0kJ 根据焓函数的定义H U PV有 U222 1U 1H 1(PV)
2 (g) PV)l P2V21H 1(1
一般情况下，物质的量相同时V(g) V(l),则
222 U 1U 1H PV22(g) 1H nRT2
=162.0-3.5×8.314×373.15×10 =151.1kJ -3