物理化学第1-2章习题课.ppt

1、习题课,1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以4水之后， 总质量为125.0000g。若改用充以25、13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。,解：先求容器的容积,n=m/M=pV/RT,1-12 有某温度下的2dm3湿空气，其压力为101.325kPa，相对湿度为60。设空气中O2和N2的体积分数分别为0.21和0.79，求水蒸气、O2和N2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为20.55kPa（相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比）。,解：水蒸气分压水的饱和蒸气压0.6020.55kPa0.6012.33 kP

2、a O2分压（101.325-12.33 ）0.2118.69kPa N2分压（101.325-12.33 ）0.7970.31kPa,2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1，试求过程中气体与环境交换的功W。,解：,2-2 1mol水蒸气（H2O，g）在100，101.325 kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。,解：,2-3 在25及恒定压力下，电解1mol水（H2O，l），求过程的 体积功。,解：1mol水（H2O，l）完全电解为1mol H2（g）和0.50 mol O2（g） ，即气体混合物的总的物质的量为1.50 mol，则有,2-4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态

3、。若途径 a的Qa=2.078kJ，Wa= -4.157kJ；而途径b的Qb= -0.692kJ。求Wb。,解：因两条途径的始末态相同，故有Ua=Ub，则,所以有，,2-5 始态为25，200kPa的5 mol 某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。途径a先经绝热膨胀到 28.57，100kPa，步骤的功Wa= - 5.57kJ；在恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热Qa= 25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb及Qb。,解：过程为：,途径b,因两条途径的始末态相同，故有Ua=Ub，则,2-8 某理想气体。今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50，求过程的W，Q

4、，H 和U,解：恒容：W=0；,根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=U=3.118kJ,2-10 2mol 某理想气体， 。由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力升高至200 kPa，再恒压泠却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W，Q，H 和U。,解：整个过程示意如下：,2-11 1mol某理想气体于27,101.325kPa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97,250kPa。求过程的W ,Q, 已知气体的,解：,2-15 容积为0.1m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0，4 mol 的Ar（g）及150，2mol 的Cu（s）。现将隔板撤

5、掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的H。,已知：Ar（g）和Cu（s）的摩尔定压热容Cp，m分别为 20.786 及24.435 ，且假设均不随温度改变。,解：用符号A代表Ar（g），B代表Cu（s）;因Cu是固体物质，Cp，mCv，m；,Ar（g）,过程恒容、绝热，W=0，QV=U=0。显然有,所以，t=347.38-273.15=74.23,2-18 在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2mol，0的单原子理想气体A及5mol ，100的双原子理想气体B，两气体的压力均为100 kPa 。活塞外的压力维持 100kPa不变。今将容器内的绝热隔板撤去，使两种气体混合达

6、到平衡态。求末态温度T及过程的W，U。,因活塞外的压力维持 100kPa不变，过程绝热恒压，Q=Qp=H=0，于是有,T=350.93K,2-25 100kPa 下，冰（H2O，s）的熔点为0，在此条件下冰的摩尔熔化焓 。已知在-100范围内过泠水（H2O，l）和冰的摩尔定压热容分别为Cp,m（H2O，l）=76.28和Cp,m（H2O，s）=37.20。求在常压下及 10下过泠水结冰的摩尔凝固焓。解：,2-26 已知水（H2O，l）在100的摩尔蒸发焓，水和水蒸气在25100的平均摩尔定压热容分别为 和 。 求在25时水的摩尔蒸发焓,解,2-38 某双原子理想气体1mol 从始态350K，2

7、00 kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。（1）恒温可逆膨胀到50 kPa；（2）恒温反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50kPA；（4）绝热反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀。,解：（1）恒温可逆膨胀到50 kPa：,（2）恒温反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀:,（3）绝热可逆膨胀到50kPa,绝热，Q=0,（4）绝热反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀,绝热，Q=0，,故 T2=275K,2-39 5 mol 双原子理想气体1mol 从始态300K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50kPa，再绝热可逆压缩末态压力200 kPa。求末态温度T及整个过程的Q，W，U及H。,解：整个过程如下,恒温可逆膨胀过程,因是理想气体，恒温，U恒温=