习题第1章 绪言一、是否题1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。和，如一 体积等于2V的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T，P的理想气体，右侧是T温度 的真空。当隔板抽去后，由于QW0，故体系将在T，2V，0.5P状态下达到平衡，）2. 封闭体系的体积为一常数。（错）3. 封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系。（对）4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对）5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。）6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程 P=P(T，V)的自变量中只有一个强度 性质，所以，这与相律有矛盾。（错。V也是强度性质）7. 封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T1和T2，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。）8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），而一位学生认 为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。(错。)9. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致）10. 自变量与独立变量是不可能相同的。（错。有时可以一致）三、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。3. 封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(P ，V )等温可逆地膨胀到(P ，V )，则所做的功为iiff(以V表示)或(以P表示)。24. 封闭体系中的1mol理想气体(已知)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P ，则1A 等容过程的 W= 0 ，Q=，U=，H= 。B 等温过程的 W=，Q=，U= 0 ，H= 0 。C 绝热过程的 W=，Q= 0 ，U=，H=。5. 在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3，所作之功为 0.101325J；若使水的表面增大1cm2，我们所要作的功 是J (水的表张力是72erg cm-2)。6. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg。7. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm3=10000bar cm3=1000Pa m3。mol8. 普适气体常数R=8.314MPa cm3-11。四、计算题K-1=83.14bar cm3-1 mol-1-1K =8.314 J molK-1=1.980cal mol-1 K-，温度为1. 一个绝热刚性容器，总体积为VtT，被一个体积可以忽略的隔板分为A、B两室。两室装有不同的理想气体。突然将隔板移走，使容器内的气体自发达到平衡。计算该过程的Q、W、和最终的T和P。设初压力是（a）两室均为P0；（b）左室为P0，右室是真空。 解：（a）(b) 2. 常压下非常纯的水可以过冷至0以下。一些-5的水由于受到干扰而开始结晶，由于结晶过程进行得和水很快，可以认为体系是绝热的，试求凝固分率和过程的熵变化。已知冰的熔化热为333.4J g-1在0。-5之间的热容为4.22J g-1 K-1解：以1克水为基准，即由于是等压条件下的绝热过程，即，或3. 某一服从P（V-b）=RT状态方程（b是正常数）的气体，在从1000b等温可逆膨胀至2000b，所做的功应 是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？解：4. 对于为常数的理想气体经过一绝热可逆过程，状态变化符合下列方程 ，其中，试问，对于的理想气体，上述关系式又是如何? 以上a、b、c为常数。 解：理想气体的绝热可逆过程，5. 一个0.057m3气瓶中贮有的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气 柜中，当气瓶中的压力降至0.5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体)(a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数）。 解：（a）等温过程(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化Kmolmol五、图示题1. 下图的曲线Ta和Tb是表示封闭体系的1mol理想气体的两条等温线，56和23是两等压线，而64和31是两 等容线，证明对于两个循环1231和4564中的W是相同的，而且Q也是相同的。解：1-2-3-1循环，4-5-6-4循环， 所以和第2章关系和状态方程一、是否题1. 纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。（错。如可以直接变成固体。）2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流 体。）4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所 以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z B. B. C. =4. 纯物质的第二virial系数B（A。virial系数表示了分子间的相互作用，仅是温度的函数。）A 仅是T的函数B 是T和P的函数C 是T和V的函数D 是任何两强度性质的函数5. 能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须至少用到（A。要表示出等温线在临界 点的拐点特征，要求关于V的立方型方程）A. 第三virial系数B. 第二virial系数C. 无穷项D. 只需要理想气体方程6. 当时，纯气体的的值为（D。因）A. 0B. 很高的T时为0C. 与第三virial系数有关D. 在Boyle温度时为零三、填空题1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零，数学上可以表示为和。2. 表达纯物质的汽平衡的准则有（吉氏函数）、（Claperyon方程）、（Maxwell等面积规则）。它们能（能/不能）推广到 其它类型的相平衡。3. Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数分别为、 和。4. 对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力相同的（相同/不同）；一定温度下的泡点与露点，在 PT图上是重叠的(重叠分开)，而在P-V图上是分开的(重叠分开)，泡点的轨迹称为饱和液相线， 露点的轨迹称为饱和汽相线，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平 衡时，压力称为蒸汽压，温度称为沸点。5. 对三元混合物，展开第二virial系数 ，其中，涉及了下标相同的virial系数有 ，它们表示两个相同分子间的相互作用；下标不同的virial系数有，它们表示两个不同分子间的相互作用。6. 对于三混合物，展开PR方程常数a的表达式，=，其中，下标相同的 相互作用参数有，其值应为1；下标不同的相互作用参数有到，在没有实验数据时，近似作零处理。，通常它们值是如何得到？从实验数据拟合得7. 简述对应态原理在对比状态下，物质的对比性质表现出较简单的关系。8. 偏心因子的定义是，其含义是。9. 正丁烷的偏心因子=0.193，临界压力P =3.797MPa 则在T =0.7时的蒸汽压为crMPa。10. 纯物质的第二virial系数B与vdW方程常数a，b之间的关系为。四、计算题1. 根据式2-26和式2-27计算氧气的Boyle温度（实验值是150C）。 解：由2-26和式2-27得查附录A-1得氧气的Tc=154.58K和=0.019，并化简得并得到导数迭代式，采用为初值，且2. 在常压和0下，冰的熔化热是334.4Jg-1，水和冰的质量体积分别是1.000和1.091cm3 g-10时水的饱和蒸汽压和汽化潜热分别为610.62Pa