天大物理化学第五版课后习题答案

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时间:2017-05-17

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1、http://course.tju.edu.cn/wlhx/pages/jieda.htm第一章     气体的pVT性质1.1    物质的体膨胀系数 与等温压缩率的定义如下             试推出理想气体的,与压力、温度的关系。   解:根据理想气体方程       1.5      两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 °C,另一个球则维持 0 °C,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。   解:由题给条件知,(1)系

2、统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。      标准状态:                                               因此,       1.9如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均可视为理想气体。          (1)    保持容器内温度恒定时抽去隔板,且隔板本身的体积可忽略不计,试         求两种气体混合后的压力。(2)    隔板抽取前后,H2及N2的摩尔体积是否相同?(3)    隔板抽取后,混合气体中H2及N2的分

3、压立之比以及它们的分体积各为若干?解:(1)等温混合后             即在上述条件下混合,系统的压力认为。   (2)混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义?   (3)根据分体积的定义              对于分压        1.11室温下一高压釜内有常压的空气,为进行实验时确保安全,采用同样温度的纯氮进行置换,步骤如下:向釜内通氮气直到4倍于空气的压力,尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。   解:分析:每次通氮气后至排气恢复

4、至常压p,混合气体的摩尔分数不变。   设第一次充氮气前,系统中氧的摩尔分数为,充氮气后,系统中氧的摩尔分数为,则,。重复上面的过程,第n次充氮气后,系统的摩尔分数为       ,   因此         。1.13今有0 °C,40.530kPa的N2气体,分别用理想气体状态方程及vanderWaals方程计算其摩尔体积。实验值为。   解:用理想气体状态方程计算             用vanderWaals计算,查表得知,对于N2气(附录七)                      ,用Ma

5、tLabfzero函数求得该方程的解为                           也可以用直接迭代法,,取初值       ,迭代十次结果1.16 25 °C时饱和了水蒸气的湿乙炔气体(即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压)总压力为138.7kPa,于恒定总压下冷却到10 °C,使部分水蒸气凝结为水。试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。已知25 °C及10 °C时水的饱和蒸气压分别为3.17kPa及1.23kPa。      解:该过程图示如下           

6、      设系统为理想气体混合物,则                                         1.17一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水。但容器于300K条件下大平衡时,容器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中,试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的任何体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。   解:将气相看作理想气体,在300K时空气的分压为                 由于体积不变(忽略水

7、的任何体积变化),373.15K时空气的分压为                 由于容器中始终有水存在,在373.15K时,水的饱和蒸气压为101.325kPa,系统中水蒸气的分压为101.325kPa,所以系统的总压           第二章 热力学第一定律2.5 始态为25 °C,200kPa的5mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47 °C,100kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200kPa的末态,步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。 

8、      解:先确定系统的始、末态                                            对于途径b,其功为                     根据热力学第一定律              2.6   4mol的某理想气体,温度升高20 °C,求的值。       解:根据焓的定义                     2.102mol某理想气体,。由始态100kPa,50dm3,先恒

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