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《物理化学热力学及相平衡》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1、某空气压缩机每分钟吸入101.325kPa、30.0°C的空气41.2n?。经压缩后，排出空气的压力192.5kPa,温度升高至90.0°C。试求每分钟排岀空气的体积.解：压缩机稳定工作时单位时间吸入和排出的空气量和等：T1T241.2X101.3X383.15192.5X303.15lOkPa273K、lOkPam3=26.Om32、lmol某理想气体,=29.36"加广K"，在绝热条件下，由273K、lOOkPa膨胀到203K、lOkPa,求该过程Q、W、△//、AS。解：理想气体绝热过程Q=0,因此△U=JnCv,mdT=G(G，炳一
2、R=T=1x(29.36—8.314)x(203—273)=—1473(/)H=JnCP,mdT=lx29.36x(203—273)=-2055(7)W=A(/=-1473(7)为求AS,需将该过程设计成(i)定温可逆过程和(ii)定压可逆过程。过程（i）側7丝1四J%—j空“I/=価口匕TTVVipi=lx8.314xln—=19.14(J-/C_,)10过程(ii)TTTT203=lx29.36xln—=-8.70(J-K_)273因此AS=ASi+A52=19.14-8.70=10.44(/*)3、lnwl单原了理想气体从状态A出发，
3、沿ABCA经历一次循环,心=400K,V2=2Ui,P?=2po求(1)AB定容过程Q、W、AU.AS；(2)BC定压过程Q、AS；(3)CA过程Q、W；(4)整个过程4G、AS.Wo解：(1)AB过程是一个定容过程，但不是定温过程PaVa=hRTa,PbVb=hRTbfPA=2PBJVVa=Vb,因此Tb=—Ta=丄％Pa2=1x400=200(/C)△(/=JnCp.mdT=nCv.mAT3=lx
4、x8.314x(200-400)=-2494(7)由于dV=O,因此=At/=01=-2494(7)ASab=J—6/T=/?Cv.wln—=
5、lx-x8.314xln—=-8.64(JA：-1)TTi2400(2)BC过程是定压过程，也不是定温过程PbVb=hRTb,pcVc=nRTcypB=pc2Vb=VcVcTc=—Tb=2Tb=2x200=400(/T)VbAH=fnCp.mdT=nCp,m(Tc—Tn)=lx
6、x&314x(400—200)=4157(丿)A//=02=4157/虽然该过程是一个定压过程，但爛是一个状态函数，可以用可逆过程爛变的公式计算。AS=J"U+PdVdT=^dH_dT=nCpWIin—TTT=-x8.314xln—=14.41(/Ar_,)2200(
7、2)CA过程是定温压缩过程A(/=A//=0w=-ipedV=-J-dV=-nRT—VV2=-lx8.314x400xln^=-2305(7)Q3=-W=-2305J△Sac=ASab+ASbc=-8.64+14.41=5.77(八L)(3)整个循环过程AG=A5=0Q=0+@+0=-2494+4157-2305=-642(J)W=-Q=642J4、298K时，5mol的理想气体，在(1)定温可逆膨胀为原体积的2倍；(2)定压下加热到373K。已知Cs=2&计算两过程的Q、W、和△Ho解:(1)理想气体定温可逆膨胀时W=-^pdV=一‘罟d
8、V=-nRT罟其中V2=2Vi,T=298K,n=5mol,所以2W=-5x8.314x298xln-=-8587(7)At/=0,AH=0,所以Q=-W=8585J(2)Qp=AH=mdT=nCp.m(T2—Ti)其中Cp,m=Cv+R所以Cp,=28.28+8.314=36.59(八moP[•K~])所以©二AW=5x36.59x(373—298)x10」=13.72(2)At/=^nCv,mdT=nCv,m(Ti—T)=5x28.28x(373—298)x10」=10.60(")IV=At/-2=10.60-13.72=-3.12(
9、H)5、容器内有理想气体,n=2mol,p=10//,T=300K。求(1)在空气中膨胀了1dm3,做功多少？(2)对抗1泸定外压膨胀到容器内压力为1//,做了多少功？(3)膨胀时外压总比气体压力小dp,问容器内气体压力降到1/畀时，气体做多少功?解:(1)在空气中膨胀，即恒定外压pe=peW1=-MV=-1O5X1X1O-3=-100(/)(2)由理想气体状态方程V「迥二吨，有PPiAV=V2-V=nRT(-——)P2PWl=—peW=-105x2x8.314x300x(—106)=-4504(7)(3)该过程为定温可逆过程W3=-/z/
10、?Tln-^=-2x8.314x300xln-^xlO-3=-11.49伙丿)P210〉1、指出下列各体系的独立组分数和自出度数为多少?(1)NH4C
