Question

物理化学求解

在25℃将1mol氧气从1 atm 恒温可逆压缩到6 atm，求此过程的Q、W，氧气的△U、△H、△F、△G和 △S体、△S环、△S总
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Answer 1

解答：首先，该条件下的氧气可视为理想气体。
恒温条件下，理想气体的热力学能U和焓H都仅为温度的函数，所以：
△U=0，△H=0；
又根据热力学第一定律，△U=Q+W，
则-Q=W=-nRTln（P1/P2)=-1*8.314*298(1/6)=4439.2J；
因为是恒温可逆压缩，非体积功为0，
则△F=△G=nRTln（P2/P1)=W=4439.2J（注：△F为Helmholtz自由能，有的书上用△A表示）
对于理想气体的等温可逆变化，
有△S体=Q/T=-4439.2/298=-14.9J/K，△S环=-△S体=14.9J/K、△S总=△S体+△S环=0

Answer 2

设其为理想气体，以对气体做功为正；以体系吸热为正：
则，内能U，焓H只为温度的函数，而题中为恒温变化，故△U=△H=0
Q=W=RTln(6/1) R=8.314 T=273+25
恒温可逆变化中、△S环=△S体=Q/T
△S总=0
△F=△U-T△S=-Q
△G=△H-T△S=-Q

手头没有科学计算器，就不算结果了哈

Answer 3

△U=0，△H=0，
-Q=W=-nRTln（P1/P2)=-1*8.314*298(1/6)=4439.2J
△F=△G=nRTln（P2/P1)=W=4439.2J
△S体=Q/T=4439.2/298=14.9J/K，△S环=-△S体=-14.9J/K、△S总=0