物理化学第五版全册课后习题答案

第七章电化学余训爽第1页共128页创建时间第一章气体PVT性质11物质的体膨胀系数V与等温压缩系数T的定义如下11TTPVPVVTVV试导出理想气体的V、T与压力、温度的关系解对于理想气体，PVNRT111/11TTVVPNRVTPNRTVTVVPPV1211/11PPVVPNRTVPPNRTVPVVTTT12气柜内有1216KPA、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MOLRTPVN623146181530031483001061213每小时90KG的流量折合P摩尔数为133153144145621090109032HMOLMVCLHCN/V（146186231441153）10144小时130、101325KPA的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。解3371401527331481016101325444MKGMRTPMVNCHCHCH14一抽成真空的球形容器，质量为250000G。充以4水之后，总质量为1250000G。若改用充以25、1333KPA的某碳氢化合物气体，则总质量为250163G。试估算该气体的摩尔质量。解先求容器的容积330000100100001000002500001252CMCMVLOHNM/MPV/RTMOLGPVRTMM31301013330000025016325152983148415两个体积均为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。解方法一在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为/2,2,1IIIIRTVPNNN第七章电化学余训爽第2页共128页创建时间终态（F）时FFFFFFFFFFTTTTRVPTVTVRPNNN,2,1,1,2,2,1,2,1KPATTTTTPTTTTVRNPFFFFIIFFFFF00117152731537315273152731537332510122,2,1,2,1,2,1,2,1160时氯甲烷（CH3CL）气体的密度随压力的变化如下。试作/PP图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。P/KPA10132567550506633377525331/（GDM3）230741526311401075713056660解将数据处理如下P/KPA10132567550506633377525331/P/（GDM3KPA）002277002260002250002242002237作/P对P图0022200223002240022500226002270022800229020406080100120P/P/P线性/P当P0时，/P002225，则氯甲烷的相对分子质量为1052950152733148022250/MOLGRTPMP17今有20的乙烷丁烷混合气体，充入一抽真空的200CM3容器中，直至压力达101325KPA，测得容器中混合气体的质量为03879G。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。MOLRTPVN0083150152933148102001013256BABBAAYYMOLGMYMYNMM12358069430867460083150389701（1）1BAYY（2）联立方程（1）与（2）求解得4010,5990BBYYKPAPYPKPAPYPBBAA6960325101599063403251014010第七章电化学余训爽第3页共128页创建时间18如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。H23DM3PTN21DM3PT（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）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干解（1）抽隔板前两侧压力均为P，温度均为T。PDMRTNPDMRTNPNNHH33132222（1）得223NHNN而抽去隔板后，体积为4DM3，温度为，所以压力为333144432222DMRTNDMRTNDMRTNNVNRTPNNNN（2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为P。（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为PRTVHM/2,，N2的摩尔体积PRTVNM/2,抽去隔板后22222222223N3/3/H,NNNNNNMNHMHNPRTNPRTNPRTNNPNRTVNVNV总所以有PRTVHM/2,，PRTVNM/2,可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。（3）41,433322222NNNNHYNNNYPPYPPPYPNNHH41432222所以有13414322PPPPNH33144134432222DMVYVDMVYVNNHH19氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为089、009和002。于恒定压力101325KPA条件下，用水吸收掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2670KPA的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3CL及C2H4的分压力。解洗涤后的总压为101325KPA，所以有第七章电化学余训爽第4页共128页创建时间KPAPPHCCLHC6559867023251014232（1）020/890/423242324232HCCLHCHCCLHCHCCLHCNNYYPP（2）联立式（1）与式（2）求解得KPAPKPAPHCCLHC168249964232110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。这种步骤共重复三次。求釜内最后排气至年恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。设空气中氧、氮摩尔分数之比为14。解高压釜内有常压的空气的压力为P常，氧的分压为常PPO202每次通氮直到4倍于空气的压力，即总压为P4P常，第一次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为常常常常PYPPPPPPYOOOO0500504204201,1,1,2222第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为常常常常PYPPPPPPYOOOO4050405040502,2,1,2,2222所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数31300031301605044/0502,3,22常常PPPPYOO11125时饱和了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为1387KPA，于恒定总压下泠却到10，使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出水的物质的量。已知25及10时水的饱和蒸气压分别为317KPA和123KPA。解PYPBB，故有/BBABABABPPPNNYYPP所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处0233901737138173222222MOLPPNNHCOHHCOH进进出口处00894701237138123222222MOLPPNNHCOHHCOH出出第七章电化学余训爽第5页共128页创建时间每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为0023390008974001444（MOL）112有某温度下的2DM3湿空气，其压力为101325KPA，相对湿度为60。设空气中O2和N2的体积分数分别为021和079，求水蒸气、O2和N2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为2055KPA（相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比）。解水蒸气分压水的饱和蒸气压0602055KPA0601233KPAO2分压（1013251233）0211869KPAN2分压（1013251233）0797031KPA33688023251016918222DMVPPVYVOOO33878123251013170222DMVPPVYVNNN32434023251013312222DMVPPVYVOHOHOH113一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水，当容器于300K条件下达到平衡时，器内压力为101325KPA。若把该容器移至37315K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3567KPA。解300K时容器中空气的分压为KPAKPAKPAP758975673325101空37315K时容器中空气的分压为534121758973001537330015373KPAPP空空37315K时容器中水的分压为OHP2101325KPA所以37315K时容器内的总压为P空POHP2121534101325222859（KPA）114CO2气体在40时的摩尔体积为0381DM3MOL1。设CO2为范德华气体，试求其压力，并与实验值50663KPA作比较。解查表附录七得CO2气体的范德华常数为A03640PAM6MOL2；B04267104M3MOL151877KPA51876752507561769523625075611003383326035291103810364001042670103810153133148323432PAVABVRTPMM相对误差E5187750663/5066324115今有0、40530KPA的氮气体，分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩第七章电化学余训爽第6页共128页创建时间尔体积。其实验值为703CM3MOL1。解用理想气体状态方程计算如下131303156000056031040530000152733148/MOLCMMOLMPRTVM将范德华方程整理成0/23PABVPAVPRTBVMMMA查附录七，得A1408101PAM6MOL2，B03913104M3MOL1这些数据代入式（A），可整理得01001/1003/1095160/131392134133MOLMVMOLMVMOLMVMMM解此三次方程得VM731CM3MOL1116函数1/（1X）在1X1区间内可用下述幂级数表示1/（1X）1XX2X3先将范德华方程整理成2/11MMMVAVBVRTP再用述幂级数展开式来求证范德华气体的第二、第三维里系数分别为B（T）BA（RT）C（T）B2解1/（1B/VM）1B/VM（B/VM）2将上式取前三项代入范德华方程得3222221MMMMMMMVRTBVARTBVRTVAVBVBVRTP而维里方程（144）也可以整理成32MMMVRTCVRTBVRTP根据左边压力相等，右边对应项也相等，得B（T）BA/（RT）C（T）B2117试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TBA/（BR）式中A、B为范德华常数。解先将范德华方程整理成22VANNBVNRTP将上式两边同乘以V得VANNBVNRTVPV2求导数22222222NBVRTBNVANVANNBVNRTVNRTNBVVANNBVNRTVPPPVTT第七章电化学余训爽第7页共128页创建时间当P0时0/TPPV，于是有02222NBVRTBNVAN22BRVANBVT当P0时V，（VNB）2V2，所以有TBA/（BR）118把25的氧气充入40DM3的氧气钢瓶中，压力达2027102KPA。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。解氧气的临界参数为TC15458KPC5043KPA氧气的相对温度和相对压力929158154/15298/CRTTT01945043/107202/2CRPPP由压缩因子图查出Z095MOLMOLZRTPVN3344152983148950104010720232钢瓶中氧气的质量KGKGNMMOO021110999313344322119120121在300K时40DM3钢瓶中贮存乙烯的压力为1469102KPA。欲从中提用300K、101325KPA的乙烯气体12M3，试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。解乙烯的临界参数为TC28234KPC5039KPA乙烯的相对温度和相对压力063134282/15300/CRTTT915254039/109146/2CRPPP由压缩因子图查出Z0453523153003148450104010109146332MOLMOLZRTPVN因为提出后的气体为低压，所提用气体的物质的量，可按理想气体状态方程计算如下MOLMOLRTPVN248715300314812101325提剩余气体的物质的量N1NN提5233MOL4872MOL361MOL剩余气体的压力KPAZPAZVRTNZP13111122521040153003148136剩余气体的对比压力1114405039/2252/ZZPPPCR上式说明剩余气体的对比压力与压缩因子成直线关系。另一方面，TR1063。要同时满第七章电化学余训爽第8页共128页创建时间足这两个条件，只有在压缩因子图上作出1440ZPR的直线，并使该直线与TR1063的等温线相交，此交点相当于剩余气体的对比状态。此交点处的压缩因子为Z1088所以，剩余气体的压力KPAKPAKPAZP19868802252225211第七章电化学余训爽第9页共128页创建时间第二章热力学第一定律211MOL理想气体于恒定压力下升温1，试求过程中气体与环境交换的功W。解JTNRNRTNRTPVPVVVPWAMB3148121212221MOL水蒸气（H2O，G）在100，101325KPA下全部凝结成液态水。求过程的功。解GLAMBVVPWKJRTPNRTPVPGAMB10231537331458/23在25及恒定压力下，电解1MOL水（H2O，L），求过程的体积功。21222GOGHLOH解1MOL水（H2O，L）完全电解为1MOLH2（G）和050MOLO2（G），即气体混合物的总的物质的量为150MOL，则有2LOHGAMBVVPW/PNRTPVPGAMBKJNRT7183152983145850124系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径A的QA2078KJ，WA4157KJ；而途径B的QB0692KJ。求WB。解因两条途径的始末态相同，故有UAUB，则BBAAWQWQ所以有，KJQWQWBAAB387169201574078225始态为25，200KPA的5MOL某理想气体，经A，B两不同途径到达相同的末态。途径A先经绝热膨胀到2857，100KPA，步骤的功WA557KJ；在恒容加热到压力200KPA的末态，步骤的热QA2542KJ。途径B为恒压加热过程。求途径B的WB及QB。解过程为200,4225200,57510200510057285200255VKPACTMOLVKPACMOLVKPACMOLAAAAWKJQQKJW途径B3311106201020015298314585/MPNRTV33222102010100152735728314585/MPNRTVKJJVVPWAMBB0880000620102010200312KJWWWAAA5750575KJQQQAAA422542250因两条途径的始末态相同，故有UAUB，则BBAAWQWQKJWWQQBAAB8527085754225第七章电化学余训爽第10页共128页创建时间264MOL某理想气体，温度升高20，求HU的值。解66516J2083144202020,20,20,TKTNRNRDTDTCCNDTNCDTNCUHKTTKTTMVMPKTTMVKTTMP27已知水在25的密度99704KGM3。求1MOL水（H2O，L）在25下（1）压力从100KPA增加到200KPA时的H；（2）压力从100KPA增加到1MPA时的H。假设水的密度不随压力改变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。解PVUH因假设水的密度不随压力改变，即V恒定，又因在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关，故0U，上式变成为12122PPMPPVPVHOH（1）JPPMHOH811010020004997101833122（2）JPPMHOH2161010010000499710183312228某理想气体,15VMCR。今有该气体5MOL在恒容下温度升高50，求过程的W，Q，H和U。解恒容W0；KJJKNCTKTNCDTNCUMVMVKTTMV1183311850314582355050,50,KJJKRCNTKTNCDTNCHMVMPKTTMP1965519650314582555050,50,根据热力学第一定律，W0，故有QU3118KJ29某理想气体,25VMCR。今有该气体5MOL在恒压下温度降低50，求过程的W，Q，H和U。解KJJKNCTKTNCDTNCUMVMVKTTMV1965519650314582555050,50,第七章电化学余训爽第11页共128页创建时间KJJKNCTKTNCDTNCHMPMPKTTMP2757727550314582755050,50,KJKJKJQUWKJHQ07927257196527572102MOL某理想气体，RCMP27,。由始态100KPA，50DM3，先恒容加热使压力升高至200KPA，再恒压泠却使体积缩小至25DM3。求整个过程的W，Q，H和U。解整个过程示意如下333203125200250200250100221DMKPATMOLDMKPATMOLDMKPATMOLWWKNRVPT7030031458210501010033111KNRVPT460131458210501020033222KNRVPT7030031458210251020033333KJJVVPW005500010502510200331322KJWKJWW005WW005021210H0,U7030031KTT500KJWQ0,U2114MOL某理想气体，RCMP25,。由始态100KPA，100DM3，先恒压加热使体积升增大到150DM3，再恒容加热使压力增大到150KPA。求过程的W，Q，H和U。解过程为330323115015041501004100100421DMKPATMOLDMKPATMOLDMKPATMOLWWKNRVPT70300314584101001010033111；KNRVPT02451314584101501010033222KNRVPT53676314584101501015033333KJJVVPW00550001010015010100331311KJWKJWW005WW00502112第七章电化学余训爽第12页共128页创建时间2313,3131TTRNDTRCNDTNCUTTMPTTMVKJJ751818749703005367631482342513,31TTRNDTNCHTTMPKJJ25313124870300536763148254KJKJKJWUQ23750057518212已知CO2（G）的CP，M267542258103（T/K）1425106（T/K）2JMOL1K1求（1）300K至800K间CO2（G）的MPC,；（2）1KG常压下的CO2（G）从300K恒压加热至800K的Q。解（1）21,TTMPMDTCH112615800153003MOL227KJ/102514/10258427526MOLJKTDKTKTKK11113,445500/10722/KMOLJKMOLJTHCMMP（2）HNHM（1103）4401227KJ516KJ213已知20液态乙醇（C2H5OH，L）的体膨胀系数1310121KV，等温压缩系数1910111PAT，密度07893GCM3，摩尔定压热容11,30114KMOLJCMP。求20，液态乙醇的MVC,。解1MOL乙醇的质量M为460684G，则/MVM460684GMOL1（07893GCM3）5837CM3MOL15837106M3MOL1由公式（2414）可得11111119213136112,96394337193011410111101211037581529330114/KMOLJKMOLJKMOLJPAKMOLMKKMOLJTVCCTVMMPMV214容积为27M3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100KPA的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器件使容器内的空气由0加热至20，问需供给容器内的空气多少热量。已知空气的11,420KMOLJCMV。假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。解假设空气为理想气体RTPVN第七章电化学余训爽第13页共128页创建时间KJJJTTRPVRCTDRPVCDTRTPVCDTNCHQQMVTTMPTTMPTTMPP59665891527315293LN83142710000083142040LNLN12,212121215容积为01M3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0，4MOL的AR（G）及150，2MOL的CU（S）。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度T及过程的H。已知AR（G）和CU（S）的摩尔定压热容CP，M分别为2078611KMOLJ及2443511KMOLJ，且假设均不随温度而变。解用符号A代表AR（G），B代表CU（S）因CU是固体物质，CP，MCV，M；而AR（G）1111,47212314878620KMOLJKMOLJCMV过程恒容、绝热，W0，QVU0。显然有0NBCNAC12MV,12MV,BTTBATTABUAUU得KKBCBNACANBTBCBNATACANTMVMVMVMV383472443521247244231524435227315124724,1,1,2所以，T34738273157423NBCNAC12MP,12MP,BTTBATTABHAHHKJJJJJJH47224693703617215423383474352421527338347786204216水煤气发生炉出口的水煤气温度是1100，其中CO（G）及H2（G）的体积分数各为050。若每小时有300KG水煤气有1100泠却到100，并用所回收的热来加热水，使水温有25升高到75。试求每小时生产热水的质量。CO（G）和H2（G）的摩尔定压热容CP，M与温度的函数关系查本书附录，水（H2O，L）的比定压热容CP418411KGJ。解已知50Y,0128M,016222HCOCOHYM水煤气的平均摩尔质量01315012801625022COCOHHMYMYM300KG水煤气的物质的量MOLMOLN1998301315103003由附录八查得273K3800K的温度范围内2316213112,10326501034748826TKMOLJTKMOLJKMOLJHCMP231621311,101721106831753726TKMOLJTKMOLJKMOLJCOCMP第七章电化学余训爽第14页共128页创建时间设水煤气是理想气体混合物，其摩尔热容为231621311,1017213265050106831734745053726882605TKMOLJTKMOLJKMOLJBCYCBMPBMIXMP故有231621311,1074925010015056708526TKMOLJTKMOLJKMOLJCMIXMP得DTCHQKKMIXMPMMDTTKMOLJTKMOLJKMOLJQKKP23162131537315137311107492501001516708526267085（37315137315）1MOLJ2160151（3731521373152）1031MOLJ31074925（3731531373153）1061MOLJ2670851MOLJ5252081MOLJ633661MOLJ313271MOLJ313271MOLKJ1998331327626007KJKGKGGKGCQMKGPP35,10992387299229923872575184410626007T水217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YB04，始态温度T1400K，压力P1200KPA。今该混合气体绝热反抗恒外压P100KPA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）YBN045MOL2MOL；则单原子理想气体A的物质的量N（A）（52）MOL3MOL单原子理想气体A的RCMV23,，双原子理想气体B的RCMV25,过程绝热，Q0，则UW1212,12,VVPTTBCBNTTACANAMBMVMV12112121211212125055/554252233TTTPPNNTTTTTPNRTPNRTPTTRTTRAMBAMBAMB于是有145T212T112400K得T233103K第七章电化学余训爽第15页共128页创建时间3322221376101000000333131485/MMPNRTPNRTVABM3311108314020000040031485/MMPNRTVKJJVVPWUAMB447508314013761010100312KJJJJJVPVPUPVUH314883142867544708314010200137610101005447J331122218在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2MOL，0的单原子理想气体A及5MOL，100的双原子理想气体B，两气体的压力均为100KPA。活塞外的压力维持100KPA不变。今将容器内的绝热隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态温度T及过程的W，U。解单原子理想气体A的RCMP25,，双原子理想气体B的RCMP27,因活塞外的压力维持100KPA不变，过程绝热恒压，QQPH0，于是有0153735171527350153732751527325201537315273,KTKTKTRKTRKTBCBNKTACANMPMP于是有225T7895875K得T35093KW3693J2309419401J1537393350231458551527393350231458321537315273,JJKTBCBNKTACANUMVMV219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，Q0，UW，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，WWA，故有UWWA得KTKTKTPKRPRTPKTRKTRVVPKTBCBNKTACANAMBAMBAMBAAAMBMVMV15273221537315152733/152732/2153732561527323215373152731,2,得20T6963K故T34815K332,205789010000015348314582/MMPNRTVABMA331,104542010000015273314582/MMPNRTVABMA第七章电化学余训爽第16页共128页创建时间JJVVPWUAAAMB1247045420057890101003,1,2220已知水（H2O，L）在100的饱和蒸气压PS101325KPA，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓166840MOLKJHMVAP。求在100，101325KPA下使1KG水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，U及H。设水蒸气适用理想气体状态方程。解过程为KPACGOKGH325101,100,102KPACLOKGH325101,100,102MOLN524550118/1000HKJKJHNQQMVAPP22586684052455KJJRTNPVVVPWGGGLAMB35172153733148181000KJWQU652085351722258217今有温度分别为80、40及10的三种不同的固体物质A、B及C。若在与环境绝热条件下，等质量的A和B接触，热平衡后的温度为57；等质量的A与C接触，热平衡后的温度为36。若将等质量的B、C接触，达平衡后系统的温度应为多少解设A、B、C的热容各为CA、CB、CC，于是有MCA（5780）MCB（5740）0（1）MCA（3680）MCC（3610）0（2）MCB（T40）MCC（T10）0（3）得CA（5780）CB（5740）（4）CA（3680）CC（3610）（5）CB（T40）CC（T10）0（6）由式（4）除以式（5），解得CB07995CC将上式代入式（6）得07995CC（T40）CC（T10）0（7）方程（7）的两边同除以CC，得07995（T40）（T10）0（8）解方程（8），得T2333结果表明，若将等质量的B、C接触，达平衡后系统的温度应为2333。221求1MOLN2（G）在300K恒温下从2DM3可逆膨胀到40DM3时的体积功WR。（1）假设N2（G）为理想气体；（2）假设N2（G）为范德华气体，其范德华常数见附录。解（1）假设N2（G）为理想气体,则恒温可逆膨胀功为/LN12VVNRTWR183145300LN（402）J7472J7472KJ（2）查附录七，得其范德华常数为2613108140MOLMPAA；136101339MOLMB第七章电化学余训爽第17页共128页创建时间7452KJ7452J1021104011081401101339110210133911040300LN8314111VNRTLN3332636312212222121JJVVANNBVNBDVVANNBVRTPDVWVVVVR222某双原子理想气体1MOL从始态350K，200KPA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50KPA；（2）恒温反抗50KPA恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50KPA；（4）绝热反抗50KPA恒外压不可逆膨胀。解（1）恒温可逆膨胀到50KPAKJJJPPNRTWR0344403410201050LN350314581/LN3312（2）恒温反抗50KPA恒外压不可逆膨胀KJJJPPNRTPNRTPVVPWAMBAMBAM501350314581/P1NRT/1AMB112（3）绝热可逆膨胀到50KPAKKTPPTRRCRMP532353501020010502/7/331/122,绝热，Q0，KJJJTTCNDTNCUWTTMVMV37922379350532352831455112,21（4）绝热反抗50KPA恒外压不可逆膨胀绝热，Q0，UW2/5/1211212,12TTRNPNRTPNRTPTTNCVVPAMBAMBMVABM上式两边消去NR并代入有关数据得KTKT35052523502502235T2275350K故T2275KKJJJTTCNDTNCUWTTMVMV559115593502752831455112,212235MOL双原子理想气体1MOL从始态300K，200KPA，先恒温可逆膨胀到压力为50KPA，再绝热可逆压缩末态压力200KPA。求末态温度T及整个过程的Q，W，U及H。第七章电化学余训爽第18页共128页创建时间解整个过程如下MOLPKPATMOLPKPAKMOLKPAK5200550300520030021绝热可逆压缩恒温可逆膨胀KKTPPTRRCRMP804454001050102002/7/331/12,恒温可逆膨胀过程KJJJPPNRTWR29171728910201050LN300314585/LN3312因是理想气体，恒温，U恒温H恒温0绝热可逆压缩Q0，故KJJJTTRTTNCUWMV15151515330080445314825525511,绝绝KJJJTTRTTNCHMP21212121430080445314827527511,绝故整个过程WWRW绝（17291515）KJ214KJUURU绝（01515）1515KJHHRH绝（02121）2121KJ224求证在理想气体PV图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的斜率的绝对值。解理想气体绝热可逆方程为PV常数K（1）理想气体恒温可逆方程为PV常数C（2）对方程（1）及方程（2）求导，得/VPVPQ（3）/VPVPT（4）因MVMPCC,/1，故在理想气体PV图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值/VP大于恒温可逆线的斜率的绝对值/VP。225一水平放置的绝热圆筒中装有无磨檫的绝热理想活塞，左、右两侧分别为50DM3的单原子理想气体A和50DM3的双原子理想气体B。两气体均为0、100KPA。A气体内部有一体积及热容均可忽略的电热丝现在经通电无限缓慢加热左侧气体A，推动活塞压缩右侧气体B使压力最终到达200KPA。求（1）气体B的最终温度；（2）气体B得到的功；（3）气体A的最终温度；（4）气体A从电热丝得到的热。解（1）右侧气体B进行可逆绝热过程第七章电化学余训爽第19页共128页创建时间KKPPTRRCRMP97332101001020015273T2/7331212,2因绝热，QB0，12,11112,TTCRTVPTTNCUWMVMVBKJJJ73822738152739733223148515273314810501010033（3）气体A的末态温度3333122112211122648301527310200973325010100DMDMTPTVPPRTRTVPPNRTVBVA（2503048）DM36952DM3KKVPTVPRRTVPVPRNVPTAAAAB58759501010015273526910200/33111211122（4）气体A从电热丝得到的热BANMOLRTVPN2017215273314810501010033111KJKJKJKJKJWTTNCWUQBBMV0941673823561373821015273587593148232017231,226在带活塞的绝热容器中有425MOL的某固态物质A及5MOL某单原子理想气体B，物质A的11,45424KMOLJCMP。始态温度T1400K，压力P1200。今以气体B为系统，求经可逆膨胀到P2100KPA时，系统的T2及过程的Q，W，U及H。注意以P250KPA解题，得不到和答案一样的结果，可能是P2100KPA。估计是打印错误所致解今以气体B为系统KKTPPTRRCRMP1430340010200101002/5/331/122,KJJJJDTQQKKA07101006740014303454242544542425414303400KJJJRU0466040400143032305KJJJRH071010067400143032505KJQUW1116228已知100KPA下冰的熔点为0，此时冰的比熔化焓13333GJHFUS。水的均比定压热容111844KGJCP。求绝热容器内向1KG50的水中投入01KG0的冰后，第七章电化学余训爽第20页共128页创建时间系统末态的温度。计算时不考虑容器的热容。解变化过程示意如下（01KG，0冰）（01KG，0，水）（01KG，T，水）（1KG，50，水）（1KG，T，水）过程恒压绝热0HQP，即021HHHK14330155646024T015323184410001527318441003333100111111KTKGJKTKGJGKGJG311363KT，故T3821229已知100KPA下冰的熔点为0，此时冰的比熔化焓13333GJHFUS。水和冰的均比定压热容PC分别为111844KGJ及110002KGJ。今在绝热容器内向1KG50的水中投入08KG温度20的冰。求（1）末态的温度；（2）末态水和冰的质量。解过程恒压绝热0HQP，即021HHH26127KT75312T135205969142876826664032000015323184410001527318448003333380015253152730280011111111KTKGJKTKGJGKGJGKKKGJG这个结果显然不合理，只有高温水放出的热量使部分冰熔化为水，而维持在0，所以末态的温度为0。（2）设0冰量为M，则0水量为（500M）G，其状态示意如下KLOHGKSOMHLOGHMKLOHGKSOHGPQ15273,100015273,80015323,100015253,800222022800G2JG1K1（27315K25315K）（800M）G3333JG11000G4184JG1K1（27315K32315K）03333M89440GM268G0268KG冰量水量1000（800268）G1532G1532KG230蒸气锅炉中连续不断地注入20的水，将其加热并蒸发成180，饱和蒸气压为1003MPA的水蒸气。求每生产1KG饱和水蒸气所需的热。已知水（H2O，L）在100的摩尔相变焓16684015373MOLKJKHMVAP，水的平均摩尔定压热容为12,3275,MOLJLOHCMP，水蒸气（H2O，G）的摩尔定压热容与温度的关系见附录。解据题意画出下列方框图QPHH2O（L），1KG20