物化1-7章答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 0:34:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

n=1mol 状态(1)

(1) 恒压过程

n=1mol

状态(2)

(2) 恒 容 过程

始态为的某双原子理想气体1mol,经下列不同途经变化到的末态,求各步骤及途径的 (1) 恒温可逆膨胀;

(2) 先恒容冷却使压力降压100Kpa,再恒压加热至;

(3) 先绝热可逆膨胀到使压力降至100Kpa,再恒压加热至 解:

恒温可逆

n=1mol

Q+W=0

(2) n=1mol 恒容

恒压

n=1mol

n=1mol (3)

恒容

恒压

N=1mol

过程(1)为可逆:

3.10 1mol理想气体在T=300K下,从始态100Kpa 到下列各过程,求及。 (1) 可逆膨胀到压力50Kpa;

(2) 反抗恒定外压50Kpa,不可逆膨胀至平衡态; (3) 向真空自由膨胀至原体积的2倍 解: (1) n=1mol n=1mol (1)可逆

(2)恒外压

(3)自由膨胀

(2)

(3)

3.11 某双原子理想气体从始态,经不同过程变化到下述状态,求各过程的 (1) (2) (3)

解: (1) 过程(1)为PVT变化过程

(2)

(3)

3.12 2mol双原子理想气体从始态300K,,先恒容加热至400K,再恒压加热至体积增大到,求整个过程的及 解:

n=2mol n=2mol n=2mol 恒容

恒压

过程(a)恒容 W=0

(b)

恒压:

K

3.13 4mol单原子理想气体从始态750K,150Kpa,先恒容冷却使压力降至50Kpa,再恒温可逆压缩至100Kpa,求整个过程的 解:

n=5mol n=4mol n=4mol 恒容

恒压

(a)

(b)

3mol双原子理想气体从始态,先恒温可逆压缩使体积缩小至,再恒压加热至,求整个过程的及。 解: n=3mol n=3mol n=3mol 恒容

恒压

(a)

(b)

始态300K,1Mpa的单原子理想气体2mol,反抗的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态。求过程的 解:

n=2mol n=2mol 绝 热

恒 压

3.19 常压下收100g,的水200g,的水在绝热容器中混合,求最终水温t及过程的熵变,已知水的比定压热容 解:

3.20 将温度均为300K,压力均为100Kpa的100的的恒温恒压混合。求过程,假设和均可认为是理想气体。 解:

KJ-1 KJ-1

3.21 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板一侧为2mol的200K,的单原子理想气体A,另一侧为3mol的400K,100的双原子理想气体B。今将容器中的绝热隔板撤去,气体A与气体B混合达到平衡态,求过程的。

解: A B n=2mol n=3mol n=2+3(mol)

T=200K T=400K T=? V= V= V=

甲醇()在下的沸点(正常沸点)为,在此条件下的摩尔蒸发焓,求在上述温度、压力条件下,1Kg液态甲醇全部成为甲醇蒸汽时。 解:

3.24 常压下冰的熔点为,比熔化焓,水的比定压热容,在一绝热容器中有1Kg,的水,现向容器中加入0.5Kg,的冰,这是系统的始态。求系统达到平衡态后,过程的。 解:

3.25 常压下冰的熔点是,比熔化焓,水的比定压热熔,系统的始态为一绝热容器中1Kg,的水及0.5Kg的冰,求系统达到平衡态后,过程的熵。

解:

的摩尔定压热容与温度的函数关系为

。已知下的标准摩尔熵,求在,50Kpa下的摩尔规定熵值Sm。 解:

P=50Kpa

P=100Kpa

P=100Kpa

3.32 若参加化学反应的各物质的摩尔定压热容可表示成,试推导化学反应的标准摩尔反应熵与温度T的函数关系,并说明积分常数如何确定。

解: 对化学反应

对于某物质B

为某一温度()条件下的化学反应的标准摩尔反应熵,在这一温度()与温度T之间,物质B没有相变。

解:此过程为恒温恒容过程。可以先根据压力的变化求出有多少水蒸气凝结成水,即△p=△nRT。计算时可以忽略液体的体积,并将气体作理想气体来处理。然后设计一可逆过程计算其它热力学函数的变化。可逆过程可以设计如下,首先压力由120KPa可逆变为101KPa,然后一部分气可逆相变化为水。热力学函数的变化量可以分别求出。

解:可以设计一可逆过程进行计算:

△ H =△ H1 + △ H2 + △ H3

= ( 100 - 120 )+ + ( 120 - 100 )= △ G =△ H - T △ S = - 393 × =-

解:根据题给条件,可设计如下途径来求△S和△G

3.39 若在某温度范围内,一液体及其蒸汽的摩尔定压热容均可表示成的形式,则液体的摩尔蒸发焓为

,,为积分常数。

试应用克劳修斯——克拉佩龙方程的微分式,推导出该温度范围内液体饱和蒸汽压P的对数lnP与热力学温度T的函数关系式,积分常数为I。

解: 克——克方程为

不定积分:

3.43 已知水在时饱和蒸汽压为,水在下的正常沸点为,求: (1)下面表示水的蒸汽压与温度关系的方程式中的A和B值 (2)在此温度范围内水的摩尔蒸发焓 (3)在多大压力下水的沸点为 解: (1)在时, P= 有

在时, P=

解两方程得 A= B= (2) (3)

得 P= Kpa

3.44 水()和氯仿()在下正常沸点分别为和,摩尔蒸发焓分别为和

,求两液体具有相同饱和蒸汽压时的温度。 解: 克——克方程为:

对,

当时,解上述二方程,得:

3.45 因同一温度下液体及其饱和蒸汽压的摩尔定压热容不同

故液体的摩尔蒸发焓是温度的函数,试推导液体饱和蒸汽压与温度关系的克劳修斯——克拉佩龙方程的不定积分式。

解: 克——克方程

不定积分得:

第三章 习 题

3.1 卡诺机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作,求

(1) 热机效率 。

(2) 当向环境作功 时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解:由机热效率的定义

可求:(1) (2)

3.2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求: (1) 热机效率 ;

(2) 当从高温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热 解: 由卡诺循环的热机效率得出

得 (1) (2)