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1mol单原子理想气体在298K时，分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00dm3：（1）自由膨胀；（2）等温可逆膨
2024-08-16物理化学（二）(02051)
1mol单原子理想气体在298K时，分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00dm3：
（1）自由膨胀；
（2）等温可逆膨胀；
（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
分别求上述三种过程的Q、W、ΔU和ΔH。
【正确答案】：答：（1）自由膨胀；
W=-pe（V2-V1）=0×（V2-V1）=0
因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以：
ΔU=ΔH=f(T)＝0
（2）等温可逆膨胀；
因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程ΔU=ΔH=0
W=-nRTln(v2/v1)=-1×8.314×298ln(40/15)=-2430J
Q=-w=2430J
（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
ΔU=ΔH=0
P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa
W=-61.94×(40-15)=-1548.5J
Q=-w=1548.5J
（1）自由膨胀；
（2）等温可逆膨胀；
（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
分别求上述三种过程的Q、W、ΔU和ΔH。
【正确答案】：答：（1）自由膨胀；
W=-pe（V2-V1）=0×（V2-V1）=0
因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以：
ΔU=ΔH=f(T)＝0
（2）等温可逆膨胀；
因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程ΔU=ΔH=0
W=-nRTln(v2/v1)=-1×8.314×298ln(40/15)=-2430J
Q=-w=2430J
（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
ΔU=ΔH=0
P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa
W=-61.94×(40-15)=-1548.5J
Q=-w=1548.5J
