Question

物理化学，热力学的问题

水在正常沸点373K是摩尔气化焓为40.66Kj/mol,今将373K101.325Kpa下的1mol水向真空中等温蒸发为同温同压下的水蒸汽（设为理想气体）。
求Q,W,^U,^H,^S,^A,^G并根据相关原理，判断此过程是否能自发进行。
（^是德它，我不知道怎么打）

谢谢，谢谢，非常感谢

Answer 1

1 ΔH=nΔHm=1mol*40.66Kj/mol=40.66KJ，ΔH=ΔU+Δ(pV)=ΔU+pΔV≈ΔU+pV，ΔU=ΔH-pV=ΔH-nRT=40.66-1*8.314*373/1000 kJ=37.56 kJ，其中V为蒸汽体积，水体积可忽略。注意：该向真空蒸发过程不是等压过程，不可用Q=ΔH计算热量，这是该题很容易错的地方，如有不明欢迎追问。

2 向真空蒸发未克服外力做功，W=0，从而
3 Q=ΔU=37.56 kJ

4 要计算过程的熵变需要设计一个可逆过程使系统由题设的初态变成题设相同的终态：在373K下，对抗比101.325Kpa略低（低无穷小）的外压使水可逆蒸发为同温同压下的水蒸汽。此可逆过程的吸热量Q=ΔU-W，其中W=-pΔV=-Δ(pV)，Q=ΔU-W=ΔU+Δ(pV)=ΔH=40.66KJ。注：该虚拟的可逆过程为等压过程，可直接用Q=ΔH计算热量。
ΔS=Q/T=40.66/373 kJ/K。

5 ΔA=ΔU-TΔS=37.56 kJ-40.66KJ=-3.10 kJ
6 ΔG=ΔH-TΔS=0

原过程不是等温等压过程，不可用ΔG判断自发方向，只能用熵增原理。
原过程外界放出热量37.56 kJ，即Q=-37.56 kJ，外界的熵变ΔS=-37.56/373 kJ/K，从而系统和外界的总熵变=3.10*10^3 J/373K ＞0，说明原过程自发。

这个题对理解基本概念很不错，希望楼主充分理解。

Answer 2

1ΔH=nΔHm= 1mol * 40.66Kj/mol = 40.66KJ，ΔH=ΔU+Δ（PV）=ΔU+pΔV≈ΔU+ PV，ΔU=ΔH-PV =ΔH-NRT = 40.66-1 * 8.314 * 373 / 1000千焦= 37.56千焦，其中V是体积的蒸汽，可以忽略不计的水的体积。注：等压过程真空蒸发过程是不是不可用Q =ΔH计算热量，这是容易的标题错了地方，如果有的话，是未知的欢迎质疑。
2无法克服的外力真空蒸发，W = 0，
Q =ΔU= 37.56千焦耳

4来计算的过程中熵是设计一个可逆的过程，使系统成为同样的最终状态：初始状态下的假设373K的标题，对抗101.325Kpa略低（低无穷小），外压水可逆相同温度的水蒸发和高压蒸汽。可逆过程吸热量Q =ΔU-W，其中W =-pΔV=-Δ（PV），Q =ΔU-W =ΔU+Δ（PV）=ΔH= 40.66KJ。注：虚拟可逆过程等压过程，可以直接计算出的热量使用Q =ΔH。
ΔS= Q / T = 40.66/373千焦/ K

5ΔA=ΔU-TΔS= 37.56 KJ-40.66KJ = -3.10千焦
6ΔG=ΔH- TΔS= 0

原来过程是等温等压方向的自发过程无法ΔG判断，只有熵的原则。热释放原来的进程外
37.56千焦，即Q = -37.56千焦，外面的熵变ΔS= -37.56/373千焦/ K，使系统的总熵和外面的世界= 3.10 * 10 ^ 3 J/373K> 0时，原过程是自发的。

这个称号是非常好理解的基本概念，我希望房东完全理解。

Answer 3

首先，这个过程是等温等压的相变，且为理想气体，你可以根据等温等压相变的公式直接用就可以了。具体的我忘了，一年没学了。