物理化学学习指南思考题答案.docx

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1、第一章1. 两瓶不同种类的抱负气体，假设他们的平均平动能一样，密度一样，则它们的 压力也一样。此结论对吗？答案：不对。P=nRT/v=mVRT/m=RT/M,Et ,m= 3 RT ,平均动能一样，则温度一样。现在2密度一样，压力与相对分子质量有关。不同种气体，相对分支质量不同，所以压力不同。2. Dalton 分压定律能应用与实际气体吗?为什么？答案：不能。由于实际气体分子间有引力，不同实际气体分子间的引力也不同，混合气体中第 i 中气体的分压，与第i 种气体在同一温度并单独占有与混合气体一样的体积时所具有的压力不同，故不存在p= S p 的关系。i3. 在肯定容积的容器内含有肯定量的气体，

2、假设上升温度，则使分子动能增加，碰 撞次数增加，问其平允自由程如何变化？2pd 2n答案：平均自由程不变。由于l =1，平均自由程与温度无关。4. 试判别 H2，O2，CO2 气体在 0时根均放速率何者最大？最概然速率何者最小？答案：根均方速率H2 最大，最概然速率CO2 最小。5. 试写出钢球分子模型的气体状态方程。答案：p(Vm-b)=RT6. 实际气体在 Boyle 温度时符合抱负气体行为，此时分子间的引力和分子本身的体积均可无视不计，这种说法对法？为什么？答案：当实际气体的温度低于Boyle 温度时，假设压力较低，则气体体积大，分子本身体积可以无视，但引力项不行无视，气体简洁压缩，所以

3、pVmRT。随着压力增大分子本身的体积效应越来越显著，使 pVmRT.7. 当实际气体温度偏离 Boyle 温度时，试分析 pVm 与 RT 的大小关系，并解释其缘由。答案：aA；bC；cD。8. 气体 A,B,C,D 都听从 vanderwaals 方程，它们的vanderwaals 气体常数 a 值与之比为 aA：aB：aC：aD=1.2:1.2:0.4:0.01，b 值之比为 bA：bB：bC：bD=1:6:4:0.8。试问：a哪种气体具有最高临界温度？b哪种气体的分子体积最大？c哪种气体在标准状态下最接近于抱负气体？i答案：不对。实际气体分子具有体积且分子间有引力。如仅考虑体积效应，状

4、态方程可以写 为p(Vm-b)=RT，则pVmRT,表示气体不易压缩。假设仅考虑引力效应，状态方程可写为p+p Vm=RT，则pVmRT，表示气体简洁压缩，这两种相反效应的大小随温度和压力的变化而变化，在 Boyle 温度和低压范围内，上述两种相反因素恰好相互抵消，表达出 pVm=RT 的表观现象，并非说明分子间引力以无视不计。9. 压缩因子图的根本原理建立在什么原理根底上？答案；对应状态原理。10. 假设两种性质不同的实际气体，其 p,Vm,T 一样，则依据 PVm=ZRT，这两种气体的 Z 值也应当一样，此结论对吗？试说明缘由。答案：不对。不同性质的实际气体，其状态方程不同。P，Vm，T

5、值不行能完全一样下，才有可能有相近的压缩因子，由于Z =Z pb 。c t11. 为何宇航员在轨道舱内会感觉到血液集中于头部？答案：设人体脚步的血液浓度 C0=n0/V，人体头部的血液浓度为 c=n/V，人体的身高为 h， 则cnMg h在地球上= exp(-地 )cnRT00cnMg h在轨道上= exp(-轨 )cnRT00nn由于 g地轨n轨n地00其次章1. 以下物理量中哪些是强度性质？那些是广度性质？哪些不是状态函数？ Um， H, Q, V, T, p, Vm，W, Hm，U，Cp，Cv，Cp，m，Cv，m，。答案：属强度性质的有 U，T, p, V ，H ，C,C。属广度性质的有

6、H，V, U，mmmp，mv，mpvC ，C ，。不属状态函数的有Q,W。2. 依据 Dalton 分压定律p = Sp 可见，压力具有加和性，应属于广度性质，此B结论对吗？何故？答案：不对。压力是强度性质，在一个热力学平衡系统中，当n，T，V 肯定时，压力P 处处不相等，不具加和性。所谓加和性，是指在同一个热力学平衡重，某物理量的数值与系统中的物质的量成正比，如Cp=n C B，在 Dalton 分压定律中分压PB 的物理意义是指B p,m在同一温度下B 组分单独占有与混合气体一样体积时所具有的压力，总压 P 和分压PB 不是同一热力学平衡系统中的物理量，且与物质的数量不成正比关系，故p=

7、S p 不属加和性。B3. 可逆过程有哪些根本特征？识别以下过程是否可逆。（1） 摩擦生热（2） 室温，标准大气压力下，一杯水蒸发为同温同压的气体。3373K，标准大气压力下，一杯水蒸发为同温同压的气体。（4） 手电筒中干电池放电使灯泡发亮。（5） 对消法测电动势。（6） N2 和 O2 混合。（7） 室温 T,标准大气压力下，将 1mol 水倾入一溶有不会发溶质的大量溶液中设溶液溶质摩尔分数为 xB。答案：可逆过程的三要素 1过程以无限小的变化进展，由一连串接近于平衡的状态构成。2在反向过程中必需循着原来的过程的逆过程用同样的手续使系统和环境复原。3等温可逆膨胀过程中系统对环境做最大功，等温

8、可逆压缩过程中环境对系统做最小功，过程 3 和 5 为可逆过程，其余为不行逆过程。4，将上题中过程 2 和 7 设计为可逆过程，并计算该可逆过程中的功。答案：在上题中过程 2 可以通过下述途径实行可逆变化:(1):可逆等压升温；(2):可逆等温等压升温；(3):可逆等压降温。或经受4、5、6 途径4可逆等温降压，Ps 为水在 298K 时的饱和蒸汽压；5可逆等温等压蒸发；可逆等温升压。上题中过程 7 设计可逆过程如下：上图中设定水的蒸汽压为Ps，溶液的蒸汽压为p ” ：s1） 纯水恒温可逆变压pq p ,Ws 0 ;2） 等温等压下纯水可逆蒸发为气体， W= -P DV=-P V=-nRT ；

9、ss gP，3） 水汽等温可逆蒸发为气体，Ps P， W= -nRTln s ；4） 水汽等温等压可逆冷凝入溶液， Ws= -P，DV=P，VPs=nRT ；ss g5） 溶液等温可逆变压P， Pq ， W 0 。sW=W +W +WP，+W +W =W =-nRTln s5. 指出以下公式使用的条件：1） dU=dQ - pdV2） H = U + pVPs3)DH = Qp,DU = Qv4)DH = T 2 CT 2dT; DU =pT 2 C dTT 1v5) W = -nRT ln V2V16) W = -pDV7) pV g= 常数g-WpV - p V28) = -1 1219)

10、W = -nR (T - T )答案：d - 1 121） 封闭系统，非膨胀功，Wf=0。2） 封闭系统，平衡态。3） DH=Qp，封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，等压过程。DH=Q ，封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，等容过程。v4） 封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，状态连续变化的等压过程，对于抱负气体状态变化时适用于除等温过程以外的一切过程。 5封闭系统、平衡态、不做非膨胀功，抱负气体等温可逆过程。6） 封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，等外压过程。7） 封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，抱负气体绝热可逆过程。8） 封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，抱负气体绝热过程。9抱负气体、多方可逆过程，pV

11、d =常数。6. 推断以下说法是否正确：1） 状态固定后，状态函数都固定，反之亦然。2） 状态含税转变后，状态肯定转变。3） 状态转变后，状态函数肯定都转变。4） 由于DU = Q,DH = Q，所以Q ，Q是特定条件下的状态函数。vpvp5） 恒温过程肯定是可逆过程。6） 气缸内有肯定量的抱负气体，抵抗肯定外压做绝热绝热膨胀，则DH =Q = 0 。p7） 依据热力学第肯定律，由于能量不能无中生有，所以一个系统假设要对外做功，必需从外界吸取热量。8） 系统从状态变化到，假设DT = 0,则Q = 0 ,无热量交换。9） 在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则DH = Q = 0

12、 。p10） 抱负气体绝热变化过程， W=C DT，W=C DT ，所以 W=W。可逆v不行逆v绝热可逆绝热不行逆11） 一个封闭系统，当时始态确定后：a假设经受一个绝热过程，则功为定值；b假设经受一个等容过程设 Wf=0，则 Q 有定值；c假设经受一个等温过程，则热力学能有定值；d假设经受一个多方方程，则热和功的和有定值。答案：1 对；2 对；3 错；4 错；7. 答复以下问题：1） 恒温过程肯定是可逆的吗？2） 在盛水槽中放置一个盛水的封闭试管，加热盛水槽中的水，使其到达沸点。试问试管中的水是否会沸腾？为什么？ 3夏天将室内电冰箱门翻开，接通电源紧闭门窗设墙壁门窗均不传热，能否使火车的速度

13、加快？何故？ 4可逆热机的效率最高，在其他条件都一样的前提下用可逆热机去牵引火车，能否使火车的速度加快?何故？5） Zn 和稀H2SO4 作用:a)在敞口瓶中进展；b在封口瓶中进展。何者放热较多？何故？6） 一铝制筒中装有压缩空气，突然翻开桶盖，使气体冲出，当压力与外界相等时，马上盖上筒盖，过一会儿后筒中气体压力如何变化?p17) 用 1:3 的 N2 和H2 在反响条件下合成氨，试验测得在 T1 和T2 时放出的热量分别为QT p2和 Q T ，用 Kirchhoff 定律验证时觉察与下述公式不符，D HT=DHT+ T 2 DC dTrm2rm1T 1r p8) 从同一始态 A 动身，经三

14、种不同路径到达不同终态，经等温可逆A B ,经绝热不行逆A D A B 。a)假设终态体积一样，问 D 点位于 BC 线上什么位置?有人认为由于绝热不行逆过程的功小于绝热可逆过程的功，所以D 点的位置应在 C 点下面。此说法对否？为什么？b)假设终态压力一样，问D 点位于BC 线上什么位置？答案：8. 推断以下各过程中的 Q，W，DU ，以及可能知道的DH 值用“+”， “-”，“0”表示：1如图 2-2 所示，当电池放电后，假设a以水和电阻丝为系统，b以水为系统，c以电阻丝为系统，d以电池为系统，e以电池、电阻丝为系统，f以电池、电阻丝、水为系统。2)一个外有绝热层的橡皮球内充 100kpa

15、 的抱负气体，突然投入真空中，球体积增加一倍。3van der waals 气体等温自由膨胀。4密闭非绝热容器中盛由锌粒和盐酸，容器上不有可移动的活塞。225） 恒容绝热容器中发生下述反响： H g+Cl (g)=2HClg6） 假设在上述容器中设法通入冷却水，使系统温度维持不变。227） 在大量水中有一含 H ，O 混合气体的气泡，通电火花使其化合变为水，以混合气体为系统。8） 一体积为V 的钢瓶，有nmol 抱负气体(图 2-3)，其压力为pp 大于室内气压，瓶上装有一根带有旋塞的毛细管，将钢瓶浸入水中，在水中有一电阻为 R 的电阻丝，将瓶上旋塞翻开，使瓶内气体缓缓流入大气，同时使I 电流通过电阻丝，以维持系统温度恒定。经时间t 后，瓶内压力降至pq以 n mol气体为系统。9） 抱负气体 Joule-Thomson 节流过程。10 H2Ol，101325pa,273K H2Os，101325pa,273K。第三章答案：答案:答案:答案答案