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1、会计学 1天津大学物理化学答案n n 1-7 1-7 今有 今有20 20 的乙烷 的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的 丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm3 200 cm3 容器中，直至压力达 容器中，直至压力达101.325kPa 101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为，测得容器中混合气体的质量为0.3879g 0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。分数及分压力。n n 解：设 解：设A A 为乙烷，为乙烷，B B 为丁烷。为丁烷。（1 1）（2 2）n n 联立方程（联立方程（1 1）与（）与（2 2）求解得）求解得第
2、1 页/共55 页n n 1-13 1-13 一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水，当容器于 一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水，当容器于300K 300K 条件下达到平衡时，器 条件下达到平衡时，器内压力为 内压力为101.325kPa 101.325kPa。若把该容器移至。若把该容器移至373.15K 373.15K 的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有 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。的压力。设容器中始终有水存在，且可忽略水的体积变化。300K 300K 时水的饱和蒸气压为 时水的饱和蒸气压为3.567kPa 3.56
3、7kPa。n n 解：解：300K 300K 时容器中空气的分压为 时容器中空气的分压为 n n 373.15K 373.15K 时容器中空气的分压为 时容器中空气的分压为,因为容器体积不变 因为容器体积不变n n 373.15K 373.15K 时容器中水的分压为 时容器中水的分压为 101.325kPa 101.325kPa所以 所以373.15K 373.15K 时容器内的总压为 时容器内的总压为 p=+121.534+101.325=222.859 p=+121.534+101.325=222.859（kPa kPa）第2 页/共55 页2-12 2-12 已知 已知CO2 CO2（g
4、 g）的）的Cp,m=26.75+42.25810 Cp,m=26.75+42.25810-3-3(T/K)-14.2510(T/K)-14.2510-6-6(T/K)(T/K)2 2 Jmol Jmol-1-1K K-1-1求：（求：（1 1）300K 300K 至 至800K 800K 间 间CO2 CO2（g g）的平均摩尔定压热容；）的平均摩尔定压热容；（2 2）1kg 1kg 常压下的 常压下的CO2 CO2（g g）从）从300K 300K 恒压加热至 恒压加热至800K 800K 的 的Q Q。解：解：(1)(1)：（2 2）H=n H=n Hm=(110 Hm=(1103 3)
5、44.0122.7 kJ=516 kJ)44.0122.7 kJ=516 kJ第3 页/共55 页n n 2-17 2-17 单原子理想气体 单原子理想气体A A 与双原子理想气体 与双原子理想气体B B 的混合物共 的混合物共5mol 5mol，摩尔分数，摩尔分数y yB B=0.4=0.4，始，始态温度 态温度T T1 1=400 K=400 K，压力，压力p p1 1=200 kPa=200 kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100 kPa p=100 kPa 膨胀 膨胀到平衡态。求末态温度 到平衡态。求末态温度T T2 2及过程的 及过程的W W，U U
6、，H H。解：先求双原子理想气体 解：先求双原子理想气体B B 的物质的量：的物质的量：n n（B B）=yBn=0.45 mol=2mol=yBn=0.45 mol=2mol；则；则单原子理想气体 单原子理想气体A A 的物质的量：的物质的量：n n（A A）=（5-2 5-2）mol=3mol mol=3mol单原子理想气体 单原子理想气体A A 的 的，双原子理想气体，双原子理想气体B B 的 的过程绝热，过程绝热，Q=0 Q=0，则，则 U=W U=W于是有 于是有 14.5T 14.5T2 2=12T=12T1 1=12400K=12400K 得 得 T T2 2=331.03K=3
7、31.03K第4 页/共55 页 2-19 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 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 2mol，0 0 的单原子理想气体 的单原子理想气体A A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为 为6mol 6mol，100 100 的双原子理想气体 的双原子理想气体B B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝，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 热层去掉使之变成导热隔板，求系统达平衡时的T T 及过程的 及过程的W W，U U。解：过程绝热，解：
8、过程绝热，Q=0 Q=0，U=W U=W，又因导热隔板是固定的，双原子理想气体，又因导热隔板是固定的，双原子理想气体B B体积始终恒定，所以双原子理想气体 体积始终恒定，所以双原子理想气体B B 不作膨胀功，仅将热量传给单原 不作膨胀功，仅将热量传给单原子理想气体 子理想气体A A，使，使A A 气体得热膨胀作体积功，因此，气体得热膨胀作体积功，因此，W=W W=WA A，故有，故有 U=W=W U=W=WA,A,得 得得 得 20T=6963K 20T=6963K故 故 T=348.15K T=348.15K第5 页/共55 页第6 页/共55 页2-27 25 下，密闭恒容的容器中有10g
9、 固体萘C10H8（s）在过量的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）C 10 H 8(s)的；（3）C 10 H 8(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第7 页/共55 页第8 页/共55 页第9 页/共55 页2-39 2-39 某双原子理想气体 某双原子理想气体1mol 1mol 从始态 从始态350K 350K，200 kPa 200 kPa 经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程 经过如下四个不同过程达
10、到各自的平衡态，求各过程的功 的功W W。（1 1）恒温可逆膨胀到）恒温可逆膨胀到50 kPa 50 kPa；（；（2 2）恒温反抗）恒温反抗50 kPa 50 kPa 恒外压不可逆膨胀；恒外压不可逆膨胀；（3 3）绝热可逆膨胀到）绝热可逆膨胀到50kPA 50kPA；（；（4 4）绝热反抗）绝热反抗50 kPa 50 kPa 恒外压不可逆膨胀。恒外压不可逆膨胀。解：（解：（1 1）恒温可逆膨胀到）恒温可逆膨胀到50 kPa 50 kPa：n n n n（2 2）恒温反抗）恒温反抗50 kPa 50 kPa 恒外压不可逆膨胀 恒外压不可逆膨胀:n n（3 3）绝热可逆膨胀到）绝热可逆膨胀到50
11、kPa:50kPa:n n 绝热，绝热，Q=0 Q=0，n n（4 4）绝热反抗）绝热反抗50 kPa 50 kPa 恒外压不可逆膨胀 恒外压不可逆膨胀n n 绝热，绝热，Q=0 Q=0，上式两边消去 上式两边消去nR nR 并代入有关数据得 并代入有关数据得 3.5T2=2.75350K 3.5T2=2.75350K 故 故 T T2 2=275K=275K第10 页/共55 页3-1 3-1 卡诺热机在 卡诺热机在T1=600K T1=600K 的高温热源和 的高温热源和T2=300K T2=300K 的 的低温热源间工作，求：热机的效率；当环境作功 低温热源间工作，求：热机的效率；当环境
12、作功 W=100kJ W=100kJ 时，系统从高温热源 时，系统从高温热源Q1 Q1 及向低温热源 及向低温热源放出的 放出的 Q2 Q2。解：（解：（1 1）（2 2），得，得 第11 页/共55 页第12 页/共55 页第13 页/共55 页第14 页/共55 页第15 页/共55 页第16 页/共55 页第17 页/共55 页第18 页/共55 页第19 页/共55 页第20 页/共55 页第21 页/共55 页第22 页/共55 页第23 页/共55 页第24 页/共55 页第25 页/共55 页第26 页/共55 页第27 页/共55 页第28 页/共55 页第29 页/共55 页第30 页/共55 页第31 页/共55 页第32 页/共55 页第33 页/共55 页第34 页/共55 页第35 页/共55 页第36 页/共55 页第37 页/共55 页第38 页/共55 页第39 页/共55 页第40 页/共55 页第41 页/共55 页第42 页/共55 页第43 页/共55 页第44 页/共55 页第45 页/共55 页第46 页/共55 页第47 页/共55 页第48 页/共55 页第49 页/共55 页第50 页/共55 页第51 页/共55 页第52 页/共55 页第53 页/共55 页第54 页/共55 页