天大物理化学简明教程习题答案 下载本文

2.7 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0℃,4 mol的Ar(g)及150℃,2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉,整个系统达到热平衡,求末态温度t及过程的摩尔定压热容

分别为

及

。已知:Ar(g)和Cu(s)的

,且假设均不随温度而变。

解:图示如下

假设:绝热壁与铜块紧密接触,且铜块的体积随温度的变化可忽略不计

则该过程可看作恒容过程,因

此

假设气体可看作理想气体,,则

2.8 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol,摩尔分数压力

。

解:过程图示如下

。今该混合气体绝热反抗恒外压

,始态温度

及过程的

,

膨胀到平衡态。求末态温度

分析:因为是绝热过程,过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。因此,

单原子分子,双原子分子

由于对理想气体U和H均只是温度的函数,所以

2.9 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2 mol,0℃的单原子理想气体A及5 mol,100℃的双原子理想气体B,两气体的压力均为100 kPa。活塞外的压力维持在100 kPa不变。今将容器内的隔板撤去,使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度T及过程的 解:过程图示如下

。

假定将绝热隔板换为导热隔板,达热平衡后,再移去隔板使其混合,则

由于外压恒定,求功是方便的

由于汽缸为绝热,因此

2.10 已知水(H2O, l)在100℃的饱和蒸气压

,在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓

。求在在100℃,101.325 kPa下使1 kg水蒸气全部凝结成液体水时的

。设水蒸气适用理想气体状态方程式。

解:该过程为可逆相变