《化工热力学》详细课后习题答案(陈新志)

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1、习题第1章绪言一、是否题1.孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。和，如一体积等于2V的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T，P的理想气体，右侧是T温度的真空。当隔板抽去后，由于Q＝W＝0，，，，故体系将在T，2V，0.5P状态下达到平衡，，，）2.封闭体系的体积为一常数。（错）3.封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系。（对）4.理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）5.理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力

2、或摩尔体积有关。）6.要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程P=P(T，V)的自变量中只有一个强度性质，所以，这与相律有矛盾。（错。V也是强度性质）7.封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T1和T2，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。）8.描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），而一位学生认为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条

3、件。(错。)9.自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致）10.自变量与独立变量是不可能相同的。（错。有时可以一致）三、填空题1.状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态。2.单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是2和2。3.封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(P，V)等温可逆地膨胀到(P，V)，则所做的功为iiff(以V表示)或(以P表示)。24.封闭体系中的1mol理想气体(已知)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P，则105A等

4、容过程的W=0，Q=，U=，H=。B等温过程的W=，Q=，U=0，H=0。C绝热过程的W=，Q=0，U=，H=。5.在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3，所作之功为0.101325J；若使水的表面增大1cm2，我们所要作的功是J(水的表张力是72ergcm-2)。6.1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg。7.1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atmcm3=10000barcm3=1000Pam3。105mol8.普适气体常数R=8.314MPa

5、cm3-11。四、计算题K-1=83.14barcm3-1mol-1-1K=8.314JmolK-1=1.980calmol-1K-105105，温度为1.一个绝热刚性容器，总体积为VtT，被一个体积可以忽略的隔板分为A、B两室。两室装有不同105的理想气体。突然将隔板移走，使容器内的气体自发达到平衡。计算该过程的Q、W、和最终的T和P。设初压力是（a）两室均为P0；（b）左室为P0，右室是真空。解：（a）(b)2.常压下非常纯的水可以过冷至0℃以下。一些-5℃的水由于受到干扰而开始结晶，由

6、于结晶过程进行得和水很快，可以认为体系是绝热的，试求凝固分率和过程的熵变化。已知冰的熔化热为333.4Jg-1在0。～-5℃之间的热容为4.22Jg-1K-1解：以1克水为基准，即105由于是等压条件下的绝热过程，即，或3.某一服从P（V-b）=RT状态方程（b是正常数）的气体，在从1000b等温可逆膨胀至2000b，所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？解：4.对于为常数的理想气体经过一绝热可逆过程，状态变化符合下列方程，其中，试问，对于的理想气体，上述关系式又是如何?以上a、b、c为常数。解

7、：理想气体的绝热可逆过程，5.一个0.057m3气瓶中贮有的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气柜中，当气瓶中的压力降至0.5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体)(a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数）。解：（a）等温过程105(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化Kmol105mol五、图示题1.下图的曲线Ta和Tb是表示封闭体系的1mol理想气体

8、的两条等温线，56和23是两等压线，而64和31是两等容线，证明对于两个循环1231和4564中的W是相同的，而且Q也是相同的。解：1-2-3-1循环，4-5-6-4循环，所以和105第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题1.纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。（错。如可以直接变成固体。）2.纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）3.当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温