【正文】 在此溫度、壓力下水的摩爾蒸發(fā)焓。 對于氣體B 從而作以下假設（1）固體B的體積不隨溫度變化；（2）對固體B，則 解：過程圖示如下今以氣體B為系統(tǒng)，求經可逆膨脹到時，系統(tǒng)的及過程的。 mol的某固態(tài)物質A及5 mol某單原子理想氣體B，物質A的。 將A與B的看作整體，W = 0，因此 氣體A的末態(tài)溫度可用理想氣體狀態(tài)方程直接求解， 由于加熱緩慢，B可看作經歷了一個絕熱可逆過程，因此 解：過程圖示如下 （4）氣體A從電熱絲得到的熱。 （3）氣體A的末態(tài)溫度。 （2）氣體B得到的功。 （1）氣體B的末態(tài)溫度?，F(xiàn)在經過通電緩慢加熱左側氣體A，使推動活塞壓縮右側氣體B到最終壓力增至200 kPa。C，100 kPa。 一水平放置的絕熱恒容的圓筒中裝有無摩擦的絕熱理想活塞，活塞左、右兩側分別為50 dm3的單原子理想氣體A和50 dm3的雙原子理想氣體B。 。 恒溫線在處的斜率為 因此絕熱線在處的斜率為 證明：根據理想氣體絕熱方程， 求證在理想氣體pV 圖上任 一點處，絕熱可逆線的斜率的絕對值大于恒溫可逆線的絕對值。 整個過程由于第二步為絕熱，計算熱是方便的。 因此 5 mol雙原子氣體從始態(tài)300 K，200 kPa，先恒溫可逆膨脹到壓力為50 kPa，在絕熱可逆壓縮到末態(tài)壓力200 kPa。 同樣，由于汽缸絕熱，根據熱力學第一定律 同上題，先求功 解：過程圖示如下今將絕熱隔板的絕熱層去掉使之變成導熱板，求系統(tǒng)達平衡時的T及過程的。C的單原子理想氣體A，壓力與恒定的環(huán)境壓力相 等；隔板的另一側為6 mol，100 176。 在一帶活塞的絕熱容器中有一固定的絕熱隔板。 由于汽缸為絕熱，因此 假定將絕熱隔板換為導熱隔板，達熱平衡后，再移去隔板使其混合，則今將容器內的隔板撤去，使兩種氣體混合達到平衡態(tài)。C的雙原子理想氣體B，兩氣體的壓力均為100 kPa。 在一帶活塞的絕熱容器中有一絕熱隔板，隔板的兩側分別為2 mol，0 176。 由于對理想氣體U和H均只是溫度的函數(shù)，所以 分析：因為是絕熱過程，過程熱力學能的變化等于系統(tǒng)與環(huán)境間以功的形勢所交換的能 量。 今該混合氣體絕熱反抗恒外壓膨脹到平衡態(tài)。 C所放熱量 300 kg的水煤氣由1100 176。求每小時生產熱水的質 量。C升高到75 176。C冷卻到100 176。C，其中CO(g)和H2(g)。 假設氣體可看作理想氣體，則 假設：絕熱壁與銅塊緊密接觸，且銅塊的體積隨溫度的變化可忽略不計 解：圖示如下已知：Ar(g)和Cu(s)的摩爾定壓熱容分別為及，且假設均不隨溫度而變。C，2 mol的Cu(s)。 m3的恒容密閉容器中有一絕熱隔板，其兩側分別為0 176。 小孔中排出去的空氣要對環(huán)境作功。 注：在上述問題中不能應用，雖然容器的體積恒定。C，問需供給容器內的空氣多少熱量。今利用加熱器件使器內的空氣由0 176。 解：由熱力學第二定律可以證明，定壓摩爾熱容和定容摩爾熱容有以下關系C，液態(tài)乙醇的。C液態(tài)乙醇(C2H5OH，l)的體膨脹系數(shù)，等溫壓縮率，密度，摩爾定壓熱容。 根據熱力學第一定律 該途徑只涉及恒容和恒壓過程，因此計算功是方便的 求整個過程的 2 mol某理想氣體。 解：根據焓的定義 4 mol的某理想氣體，溫度升高20 176。 對于途徑b，其功為 解：先確定系統(tǒng)的始、末態(tài)途徑b為恒壓加熱過程。途經a先經絕熱膨脹到 176。 第二章 熱力學第一定律 始態(tài)為25 176。 由于容器中始終有水存在， K時， kPa， kPa，所 以系統(tǒng)的總壓 由于體積不變（忽略水的任何體積變化）， K時空氣的分壓為 解：將氣相看作理想氣體，在300 K時空氣的分壓為300 K時水的飽和蒸氣壓 kPa。若 K的沸水中，試求容器中到達新的平衡時應有的壓力。 一密閉剛性容器中充滿了空氣，并有少量的水。 設系統(tǒng)為理想氣體混合物，則 解：該過程圖示如下C及10 176。試求每摩爾干乙炔氣在該冷卻過程中凝結出水的物質的量。C時飽和了水蒸氣的濕乙炔氣體（即該混合氣體中水蒸氣分壓力為同溫度下水的飽和蒸氣 壓） kPa，于恒定總壓下冷卻到10 176。 ，迭代十次結果 也可以用直接迭代法，取初值 ，用MatLab fzero函數(shù) 求得該方程的解為 用van der Waals計算，查表得知，對于N2氣（附錄七） 解：用理想氣體狀態(tài)方程計算實驗值為。 今有0 176。 ，重復上面的過程，第n次充氮氣后，系統(tǒng) 的摩爾分數(shù)為重復三次。對于分壓 （3）根據分體積的定義 隔板抽取前后，H2及N2的 摩爾體積是否相同？（3） 求兩種氣體混合后的壓力。 （1） 如圖所示，一帶隔板的容器內，兩側分別有同溫同壓的氫氣與氮氣，二者均可視為理想氣體。 因此， 標準狀態(tài)： C，另一個球則維持 0 176。 兩個容積均為V的玻璃球泡之間用細管連結，泡內密封著標準狀態(tài)下的空氣。 146天津大學《物理化學》第四版 習題及解答目錄第一章 氣體的pVT性質 2第二章 熱力學第一定律 6第三章 熱力學第二定律 24第四章 多組分系統(tǒng)熱力學 52第五章 化學平衡 67第六章 相平衡 78第七章 電化學 87第八章 量子力學基礎 110第九章 統(tǒng)計熱力學初步 113第十一章 化學動力學 120第一章 氣體的pVT性質 物質的體膨脹系數(shù) 與等溫壓縮率的定義如下 試推出理想氣體的，與壓力、溫度的關系。 解：根據理想氣體方程 若將其中的一個球加熱到 100 176。C，忽略連接細管中氣體體積，試求該容器內空氣的壓力。 解：由題給條件知，（1）系統(tǒng)物質總量恒定；（2）兩球中壓力維持相同。 保持容器內溫度恒定時抽去隔板，且隔板本 身的體積可忽略不計，試 （2） 隔板抽取后，混合氣體中H2及N2的 分壓立之比以及它們的分體積各為若干？解： （1）等溫混合后 即在上述條件下混合，系統(tǒng)的壓力認為。 （2）混合氣體中某組分的摩爾體積怎樣定義？ 室溫下一高壓釜內有常壓的空氣，為進行實驗時確保安全，采用同樣溫度的純氮進行置換，步驟如下：向釜內通氮氣直到4倍于空氣的壓力，爾后將釜內混合氣體排 出直至恢復常壓。求釜內最后排氣至恢復常壓時其中氣體含氧的摩爾分數(shù)。 解：分析：每次通氮氣后至排氣恢復至常壓p，混合氣體的摩爾分數(shù)不變。 設第一次充氮氣前，系統(tǒng)中氧的摩爾分數(shù)為，充氮氣后，系統(tǒng)中氧的摩爾分數(shù)為，則。 因此 。C， kPa的N2氣 體，分別用理想氣體狀態(tài)方程及van der Waals方程計算其摩爾體積。25 176。C，使部分水蒸氣凝結為水。已 知25 176。 kPa。 但容器于300 K條件下大平衡時， kPa。設容器中始終有水存在，且可忽略水的任何體積變化。C，200 kPa的5 mol某理想氣體，經途徑a，b兩不同途徑到達相同的末態(tài)。C，100 kPa，步驟的功；再恒容加熱到壓力200 kPa的末態(tài)，步驟的熱。求途徑b的及。 根據熱力學第一定律C，求的值。由始態(tài)100 kPa，50 dm3，先恒容加熱使壓力體積增大到150 dm3，再恒壓冷卻使體積縮小至25 dm3。 。 解：過程圖示如下 由于，則，對有理想氣體和只是溫度的函數(shù) 已知20 176。求20 176。 容積為27 m3的絕熱容器中有一小加熱器件，器壁上有一小孔與100 kPa的大氣相通，以 維持容器內空氣的壓力恒定。C加熱至20 176。已知空氣的。 假設空氣為理想氣體，加熱過程中容器內空氣的溫度均勻。 解：在該問題中，容器內的空氣的壓力恒定，但物質量隨溫度而改變 這是因為，從所作功計算如下： 在溫度T時，升高系統(tǒng)溫度 dT，排出容器的空氣的物質量為 所作功 這正等于用和所計算熱量之差。C，4 mol的Ar(g)及150 176。現(xiàn)將隔板撤掉， 整個系統(tǒng)達到熱平衡，求末態(tài)溫度t及過程的。 則該過程可看作恒容過程，因此 水煤氣發(fā)生爐出口的水煤氣的溫度是1100 176。若每小時有300 kg的水煤氣由1100 176。C，并用所收回的熱來加熱水，是水溫由25 176。C。CO(g)和H2(g)的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關系查本書附錄，水的比定壓熱容。 解：300 kg的水煤氣中CO(g)和H2(g)的物質量分別為 C冷卻到100 176。 設生產熱水的質量為m，則 單原子理想氣體A于雙原子理想氣體B的混合物共5 mol，摩爾分數(shù)，始態(tài)溫度，壓力。求末態(tài)溫度及過程的。 解：過程圖示如下 因此， 單原子分子，雙原子分子 C的單原子理想氣體A及5 mol，100 176?；钊獾膲?力維持在100 kPa不變。求末態(tài)的溫度T及過程的。 解：過程圖示如下 由于外壓恒定，求功是方便的 隔板靠活塞一側為2 mol，0 176。C的雙原子理想氣體B，其體積恒定。 顯然，在過程中A為恒壓，而B為恒容，因此 求末態(tài)溫度T及整個過程的及。 解：過程圖示如下 要確定，只需對第二步應用絕熱狀態(tài)方程 ，對雙原子氣體 由于理想氣體的U和H只是溫度的函數(shù)， 而第一步為恒溫可逆得，因此 。由于，因此絕熱可逆