《化工热力学章节习题及解答》第1章习题.pdf

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1、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。2.封闭体系的体积为一常数。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。4.理想气体的焓和热容仅是温度的函数。5.理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。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。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21TTVdTCU；同样，对于初、终态压力

2、相等的过程有21TTPdTCH。8.描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是)1(1212PPTT（其中igVigPCC），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。9.自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。10.自变量与独立变量是不可能相同的。三、填空题 1.状态函数的特点是：_。2.单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是_和 _。3.封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(Pi，Vi)等温可逆地膨胀到(Pf，Vf)，则所做的功为_(以V表示)或_(以P表示)。4.封闭体系中的1mol理想气体(已知igPC)，按下列途径由T1、P1和V1可

3、逆地变化至P2，则 A 等容过程的 W=_，Q=_，U=_，H=_。B 等温过程的 W=_，Q=_，U=_，H=_。C 绝热过程的 W=_，Q=0，U=_，_ 5.在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3，所作之功为_J；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=_Pa=10bar=_atm=_mmHg。7.1kJ=_J=_cal=_atm cm3=_bar cm3=_Pa m3。8.普适气体常数R=_MPa cm3 mol-1 K-1=83.14bar cm3 mol-1 K-1=_ J mol-1 K-1=_cal mol-1 K-1

4、。四、计算题 1.一个绝热刚性容器，总体积为 Vt，温度为 T，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、U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。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和水在 0-5之间的热容为 4.22J g-1 K-1。3.某一服从 P（V-b）=RT 状态方程（b 是正常数）的气体，在从

5、 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？4.对于igPC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)1(1212PPTT，其中igVigPCC，试问，对于2cTbTaCigP的理想气体，上述关系式又是如何?以上a、b、c为常数。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4.1）。l 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。V P 1 2 3 4 5 6 Ta Tb