天津大学物理化学答案.ppt

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1、1-2 气柜内有121.6kPa、27的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为n=pV/RT=1.462*104mol 氯乙烯M=62.494*10-3 Kg.mol-1 流量qm=90 Kg.h-1 贮存气体所用时间t=nM/qm=10.15h1-5 两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100，另一个球则维持0，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。1-7 今有20的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm3容

2、器中，直至压力达101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解：设A为乙烷，B为丁烷。 （1） （2） 联立方程（1）与（2）求解得molRTpVn008315. 015.293314. 8102001013256BABBAAyymolgMyMynmM123.580694.30 867.46008315. 03897. 011BAyy401. 0,599. 0BByykPapypkPapypBBAA69.60325.101599. 063.40325.101401. 01-13 一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水，当容器于3

3、00K条件下达到平衡时，器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在，且可忽略水的体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。解：300K时容器中空气的分压为 373.15K时容器中空气的分压为,因为容器体积不变373.15K时容器中水的分压为 101.325kPa所以373.15K时容器内的总压为 p= + 121.534+101.325=222.859（kPa） kPakPakPap758.97567. 3325.101空)(534.121758.9730015.37330015.373kPapp空

4、空OHp2空pOHp22-12 已知CO2（g）的Cp,m=26.75+42.25810-3(T/K)-14.2510-6(T/K)2 Jmol-1K-1求：（1）300K至800K间CO2（g）的平均摩尔定压热容；（2）1kg常压下的CO2（g）从300K恒压加热至800K的Q。解：(1)：（2）H=nHm=(1103)44.0122.7 kJ =516 kJ21,TTmpmdTCH1 -12615.80015.3003mol22.7kJ)/()/(1025.14)/(10258.4275.26molJKTdKTKTKK11113,4 .45500/ )107 .22(/KmolJKmolJ

5、THCmmp2-17 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数yB=0.4，始态温度T1=400 K，压力p1=200 kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100 kPa膨胀到平衡态。求末态温度T2及过程的W，U，H。解：先求双原子理想气体B的物质的量：n（B）=yBn=0.45 mol=2mol；则单原子理想气体A的物质的量：n（A）=（5-2）mol =3mol单原子理想气体A的 ，双原子理想气体B的过程绝热，Q=0，则 U=W于是有 14.5T2=12T1=12400K得 T2=331.03KRCmV23,RCmV25,12112121211212125 . 05

6、5)/()(5)(5 . 4)(252)(233TTTppnnTTTTTpnRTpnRTpTTRTTRambambamb)()()()()(1212,12,VVpTTBCBnTTACAnambmVmV33222213761. 010000003.331314. 85/mmpnRTpnRTVabm3311108314. 0200000400314. 85/mmpnRTVkJJVVpWUamb447. 5)08314. 013761. 0(10100)(312kJJJJJVpVpUpVUH314. 8831428675447 )08314. 01020013761. 010(100-5447J )

7、()(331122 2-19在一带活塞的绝热容器中有一固定绝热隔板，隔板活塞一侧为2mol，0的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6mol ，100的双原子理想气体B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热隔板，求系统达平衡时的T及过程的W，U。解：过程绝热，Q=0，U=W，又因导热隔板是固定的，双原子理想气体B体积始终恒定，所以双原子理想气体B不作膨胀功，仅将热量传给单原子理想气体A，使A气体得热膨胀作体积功，因此，W=WA，故有 U=W=WA,得得 20T=6963K故 T=348.15KKTKTKTpKRpRTpKTRKTRVVpKTBCBnKTACAn

8、ambambambAAambmVmV15.27322)15.373(15)15.273(3/15.2732()/2( )15.373(256)15.273(232)()15.373)()()15.273)()(1 ,2,1 -13-mol-5154kJ 10298.158.314(-2)-5149kJ )()15.298()15.298(molkJRTgKUKHBmrmr115149 )727.401(10173.128)15.298()15.298(molkJmolkJKUKUmrmc-1mol-5154kJ mrmCHH2-27 25下，密闭恒容的容器中有10g 固体萘C10H8（s）在过

9、量的O2（g）中完全燃烧成CO2（g）和H2O（l）。过程放热401.727 kJ。求(1) 的反应进度；（2）C10H8(s)的 ； （3）C10H8(s)的 。解：(1)反应进度：（2）C10H8（s）的：M萘=128.173每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为（3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为)(4)(10)(12)(222810lOHgCOgOsHCmCUmCHmmolmolnn019.78078019. 0173.128101/2-39 某双原子理想气体1mol 从始态350K，200 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

10、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， 上式两边消去nR并代入有关数据得 3.5T2=2.75350K 故 T2=275KkJJJppnRTWr034. 4403410201050ln3503145. 81/ln3312kJJJppnRTpnRTpVVpWambambamb183. 22183 200/50(13503145. 81)/

11、(p-1-nRT )/()/()(1amb112KKTppTRRCRmp53.235350102001050)2/7/(331/122,kJJJTTCndTnCUWTTmVmV379.22379)35053.235(28.314551 )(12,21)()2/5()/()/()()(1211212,12TTRnpnRTpnRTpTTnCVVpambambmVabmKTKT3505 . 25 . 235025. 022kJJJTTCndTnCUWTTmVmV559. 11559)350275(28.314551 )(12,21UW3-1 卡诺热机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作，求：热机的效率；当环境作功 W=100kJ时，系统从高温热源Q1及向低温热源放出的 Q2。解：（1） （2） ，得 5 . 0600/ )300600(/ )(/1211TTTQW5 . 0/100/11QkJQWkJQ2001kJWQQ10021kJQWQ100)(21