2013物理化学复习习题
更新时间:2023-11-26 14:00:01 阅读量: 教育文库 文档下载
- 物理化学简答题推荐度:
- 相关推荐
第一章 气体的pVT关系
1-2. 气柜内有121.6kPa、27℃的氯乙烯(C2H3Cl)气体300m,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
3
pV121.6?103?300n???14618.623mol
RT8.314?300.1590?10390?103每小时90kg的流量折合p摩尔数为 v???1441.153mol?h?1
MC2H3Cl62.45n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时
1-4. 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g。充以4℃水之后,总质量为125.0000g。若改用充以25℃、13.33kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。
解:先求容器的容积V?125.0000?25.000?100.0000cm3?100.0000cm3
?H2O(l)1n=m/M=pV/RT
)RTm8.314?298.15?(25.0163?25.0000M???30.31g?mol ?4pV13330?101-7. 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽真空的200 cm容器中,直至压力达
101.325kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897g。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。
pV101325?200?10?6n???0.008315mol
RT8.314?293.153
m0.3897?yAMA?yBMB??46.867g?mol?1 (1) n0.008315 ?30.0694yA?58.123yBM?yA?yB?1 (2)
联立方程(1)与(2)求解得yB?0.599,yB?0.401
pA?yAp?0.401?101.325?40.63kPapB?yBp?0.599?101.325?60.69kPa
1-9. 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0.89、0.09和0.02。于恒定压力101.325kPa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2.670 kPa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101.325kPa,所以有 pC2H3Cl?pC2H4?101.325?2.670?98.655kPa (1) pC2H3Cl/pC2H4?yC2H3Cl/yC2H4?nC2H3Cl/nC2H4?0.89/0.02 (2)
联立式(1)与式(2)求解得
pC2H3Cl?96.49kPa; pC2H4?2.168kPa
1-12. 有某温度下的2dm3湿空气,其压力为101.325kPa,相对湿度为60%。设空气中O2和N2的体积分数分别为0.21和0.79,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20.55kPa(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×0.60=20.55kPa×0.60=12.33 kPa O2分压=(101.325-12.33 )×0.21=18.69kPa N2分压=(101.325-12.33 )×0.79=70.31kPa VO?yOV?22pO2ppN2pV?18.69?2?0.3688dm3
101.32570.31?2?1.3878dm3
101.32512.33?2?0.2434dm3
101.325VN2?yN2V?V?VH2O?yH2OV?pH2OpV?第二章 热力学第一定律
2-2. 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,101.325 kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。假设:相对于水蒸气的体积,液体水的体积可以忽略不计。
解: W??pamb(Vl?Vg)≈pambVg?p(nRT/p)?RT?8.3145?373.15?3.102kJ 2-3. 在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。
1H2O(l)?H2(g)?O2(g)
2解:1mol水(H2O,l)完全电解为1mol H2(g)和0.50 mol O2(g),即气体混合物的总的物质的量为1.50 mol,则有
W??pamb(Vg?VH2O(l))≈?pambVg??p(nRT/p)
??nRT??1.50?8.3145?298.15??3.718 kJ
2-5. 始态为25℃,200kPa的5 mol 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 – 28.57℃,100kPa,步骤的功Wa= - 5.57kJ;在恒容加热到压力200 kPa的末态,步骤的热Qa= 25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb及Qb。
解:过程为:
5mol5mol5mol250C?28.570CQa???25.42kJ,Wa???0t0C???5.57kJ,Qa??0Wa ??????????????200kPa100kPa200kPaV1V2V2 途径b V1?nRT?298.15?(200?103)?0.062m3 1/p1?5?8.3145V2?nRT2/p2?5?8.3145?(?28.57?273.15)?(100?103)?0.102m3
Wb??pamb(V2?V1)??200?103?(0.102?0.062)??8000J??8.0kJ Wa?Wa??Wa????5.57?0??5.57kJ
??Qa???0?25.42?25.42kJ Qa?Qa因两条途径的始末态相同,故有△Ua=△Ub,则 Qa?Wa?Qb?Wb Qb?Qa?Wa?Wb?25.42?5.57?8.0?27.85kJ
-3
2-7. 已知水在25℃的密度ρ=997.04 kg〃m。求1 mol 水(H2O,l)在25℃下: (1)压力从100 kPa 增加到200kPa 时的△H; (2)压力从100 kPa 增加到1 MPa 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:?H??U??(pV)
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?U?0,上式变成为
?H?V?p?V(p2?p1)?MH2OMH2O(p2?p1)
?(1)?H??MH2O18?10?3(p2?p1)??(200?100)?103?1.8J
997.0418?10?3(p2?p1)??(1000?100)?103?16.2J
997.04(2)?H??2-8. 某理想气体CV,m?1.5R。今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50℃,求过程的W,Q,△H 和△U。
解:恒容:W=0;
?U??T?50KTnCV,mdT?nCV,m(T?50K?T)3 ?nCV,m?50K?5??8.3145?50?3118J?3.118kJ2?H??T?50K
TnCp,mdT?nCp,m(T?50K?T)??n(CV,m?R)?50K5 ?5??8.3145?50?5196J?5.196kJ2
根据热力学第一定律,:W=0,故有Q=△U=3.118kJ
3
2-10. 2mol 某理想气体,CP,m?7R。由始态100 kPa,50 dm,先恒容加热使压力
2升高至200 kPa,再恒压泠却使体积缩小至25 dm。求整个过程的W,Q,△H 和△U。 解:整个过程示意如下:
3
2mol2mol2molT1T2T3W21?0 ?W??????100kPa200kPa200kPa50dm3p1V1100?103?50?10?3T1???300.70KnR2?8.3145p2V2200?103?50?10?3T2???601.4K
nR2?8.3145p3V3200?103?25?10?3T3???300.70K
nR2?8.314550dm3
25dm3
W2??p2?(V3?V1)??200?103?(25?50)?10?3?5000J?5.00kJ W1?0; W2?5.00kJ; W?W1?W2?5.00kJ ? T1?T3?300.70K; ? ?U?0, ?H?0
? ?U?0, Q?-W?-5.00kJ2-15. 容积为0.1m3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℃,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20.786J?mol?1?K?1及24.435J?mol?1?K?1,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,m≈Cv,m;而
Ar(g):CV,m?(20.786?8.314)J?mol?1?K?1?12.472J?mol?1?K?1 过程恒容、绝热,W=0,QV=△U=0。显然有 ?U??U(A)??U(B)
?n(A)CV,m(A)?T2?T1(A)??n(B)CV,m(B)?T2?T1(B)??0得
T2? ?n(A)CV,m(A)T1(A)?n(B)CV,m(B)T1(B)n(A)CV,m(A)?n(B)CV,m(B)4?12.472?273.15?2?24.435?423.15K?347.38K4?12.472?2?24.435
所以,t=347.38-273.15=74.23℃
?H??H(A)??H(B)
?n(A)Cp,m(A)?T2?T1(A)??n(B)Cp,m(B)?T2?T1(B)??H?4?20.786?(347.38?273.15)J?2?24.435?(347.38?423.15)J ?6172J?3703J?2469J?2.47kJ2-17. 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yB=0.4,始态
温度T1=400 K,压力p1=200 kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100 kPa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)=yB×n=0.4×5 mol=2mol;则 单原子理想气体A的物质的量:n(A)=(5-2)mol =3mol
单原子理想气体A的CV,m?3R,双原子理想气体B的CV,m?5R
22过程绝热,Q=0,则 △U=W
n(A)CV,m(A)(T2?T1)?n(B)CV,m(B)(T2?T1)??pamb(V2?V1)
3??nRT2nRT1?35?R(T2?T1)?2?R(T2?T1)??pamb???p?22p1??amb
4.5?(T2?T1)?5?(T2?T1)??nT2?n?(pamb/p1)T1??5T2?5?0.5T1于是有 14.5T2=12T1=12×400K
得 T2=331.03K
V2?nRT2/p2?nRT2/pabm?5?8.314?331.03?100000m?3?0.13761m?3 V1?nRTm?3?0.08314m?3 1/p1?5?8.314?400?200000?U?W??pamb(V2?V1)??100?103?(0.13761?0.08314)J??5.447kJ ?H??U??(pV)??U?(p2V2?p1V1) ?-5447J?(100?103?0.13761?200?103?0.08314)J ??5447J?2867J??8314J??8.314kJ2-19.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,Q=0,△U=W,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,W=WA,故有
△U=W=WA
得
n(A)CV,m(A)(T?273.15K)?n(B)CV,m(B)(T?373.15K)??pamb(VA,2?VA,1)2?35R(T?273.15K)?6?R(T?373.15K)22 ??pamb?(2RT/pamb)?(2R?273.15K/pamb?
3?(T?273.15K)?15?(T?373.15K)??2T?2?273.15K得 20×T=6963K 故 T=348.15K
V2,A?nRT2/pabm?2?8.3145?348.15?100000m?3?0.05789m?3 V1,A?nRT?273.15?100000m?3?0.04542m?3 1/pabm?2?8.3145?U?W??pamb(V2,A?V1,A)??100?103?(0.05789?0.04542)J??1247J
2-20. 已知水(H2O,l)在100℃的饱和蒸气压p=101.325 kPa,在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓?vapHm?40.668kJ?mol?1。求在100℃,101.325 kPa 下使1kg水蒸气全部
s
300K5mol?p2?T???p???1?R/Cp,m300K5mol?200?103?T1???50?103?????R/(7R/2)T5mol?400K?445.80K
200kPa?恒温可逆膨胀?????50kPa?p1?绝热可逆压缩?????200kPa?p2
恒温可逆膨胀过程:
?50?103Wr?nRTln?p2/p1??5?8.3145?300ln??20?103?? ???J??17289J??17.29kJ?因是理想气体,恒温,△U恒温=△H恒温=0 绝热可逆压缩:Q=0,故 W绝??U绝?nCV,m(T?T1)?5?5R(T?T1)2
5 ?5??8.314?(445.80?300)?J?15153J?15.15kJ2?H绝?nCp,m(T?T1)?5?7R(T?T1)2
7 ?5??8.314?(445.80?300)?J?21214J?21.21kJ2故整个过程:
W=Wr+W绝= (-17.29+15.15)kJ=-2.14 kJ △U=△Ur+△U绝=(0+15.15)=15.15kJ △H=△Hr+△H绝=(0+21.21)=21.21kJ
3
2-42. 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50dm
3
的单原子理想气体A和50dm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 ?p2?T2?T1???p???1?RCp,m?200?10?273.15???100?103?3????R7R/2K?332.97K
(2) 因绝热,QB=0, WB??U?nCV,m(T2?T1)?p1V1CV,m(T2?T1) RT1100?103?50?10?35?8.314???(332.97?273.15)?J?2738J?2.738kJ
8.314?273.152(3)气体A的末态温度:
p1V1RT2nRT2RT1p1V1T2100?103?50?332.9733 VB????dm?30.48.6dmp2p2p2T1200?103?273.15VA=(2×50-30.48)dm=69.52dm
33
p2VAp2VAp2VAT1200?103?69.52?273.15TB????K?759.58K 3nAR(p1V1/RT1)Rp1V1100?10?50(4)气体A从电热丝得到的热: p1V1100?103?50?10?3nA???2.2017mol?nB
RT18.314?273.15Q??U?W?nCV,m(TB?T1)?WB3 ?2.2017??8.314?(759.58?273.15)?10?3kJ?2.738kJ
2 ?13.356kJ?2.738kJ?16.094kJ第三章 热力学第二定律
3-1. 卡诺热机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作,求: (1) 热机的效率;
(2)当环境作功 –W=100kJ时,系统从高温热源Q1及向低温热源放出的 –Q2。 解:(1)???W/Q1?(T1?T2)/T1?(600?300)/600?0.5 (2)?W/Q1?100kJ/Q1?0.5,得 Q1?200kJ Q1?Q2??W?100kJ; Q1?(?W)??Q2?100kJ
3-3. 卡诺热机在T1=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作,求: (1)热机的效率;
(2)当向低温热源放出的 –Q2=100kJ时,从高温热源吸热Q1及对环境作的功 -W。 解:(1)???W/Q1?(T1?T2)/T1?(900?300)/900?0.6667 (2)?W/Q1?0.6667 (a)
Q1?100kJ??W (b)
联立求解得:Q1=300 kJ;-W=200kJ
3-6. 不同的热机工作于T1=600K的高温热源及T2=300K的低温热源之间。求下列三种情况下,当热机从高温热源吸热Q1=300kJ时,两热源的总熵变△S。
(1)可逆热机效率η=0.5; (2)不可逆热机效率η=0.45; (3)不可逆热机效率η=0.4。 解:(1)??Q1?Q2?0.5,
Q1Q1?Q2?0.5Q1 得 Q2??150kJ
高温热源的△S1:?S1?低温热源的△S2:?S2?Qr,1T1?Qr,2T2??300kJ??0.50kJ?K?1??500J?K?1 600K?150kJ?0.5kJ?K?1?50J?K?1 300K?1整个过程的熵变:?S??S1??S2?(?50?50)J?K?0J?K?1?0
(2)??Q1?Q2?0.45,
Q1Q1?Q2?0.45Q1 得 Q2??165kJ
高温热源的△S1:?S1?低温热源的△S2:?S2?Qr,1T1?Qr,2T2??300kJ??0.50kJ?K?1??500J?K?1 600K?165kJ?0.55kJ?K?1?550J?K?1 300K整个过程的熵变:?S??S1??S2?(?500?550)J?K?1?50J?K?1
(3)??Q1?Q2?0.40,
Q1Q1?Q2?0.40Q1 得 Q2??180kJ
高温热源的△S1:?S1?低温热源的△S2:?S2?Qr,1T1?Qr,2T2??300kJ??0.50kJ?K?1??500J?K?1 600K?180kJ?0.60kJ?K?1?600J?K?1 300K整个过程的熵变:?S??S1??S2?(?500?600)J?K?1?100J?K?1
3-7. 已知水的比定压热容cp = 4.184 J〃K〃g。今有1kg,10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水。求各过程的△Ssys,△Samb及△Siso。
(1)系统与100℃热源接触;
(2)系统先与55℃热源接触至热平衡,再与100℃热源接触;
(3)系统先与40℃、70℃热源接触至热平衡,再与100℃热源接触; 解:(1)以水为系统,环境是热源
T2mcp?Ssys??dT?mcpln(T2/T1)
T1T-1-1-1
={1000×4.184×ln(373.15/283.15)}J〃K=1154.8 J〃K=1155 J〃K
?Samb???mcpdTT1T2-1
-1
Tamb??mcp(T2?T1)Tamb
-1
?1000?4.184(373.15?283.15??1 =???J?K= - 1009 J〃K
373.15???Siso??Ssys??Samb= {1155+(-1009)} J〃K-1= 146 J〃K-1
(2)整个过程系统的△Ssys
T12mcpT2mcpT2mcp?Ssys??dT??dT??dT?mcpln(T2/T1)
T1T12TT1TT-1-1-1
={1000×4.184×ln(328.15/283.15)}J〃K=1154.8 J〃K=1155 J〃K 系统先与55℃热源接触至热平衡时?Samb,1
?Samb,1???mcpdTT1T2Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,1
-1
?1000?4.184(328.15?283.15??1 =???J?K= - 573.76 J〃K
328.15??与100℃热源接触至热平衡时?Samb,2
??mcpdTT1T2?Samb,2?Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,2
-1
?1000?4.184(373.15?328.15??1 =???J?K= - 504.57 J〃K373.15??整个过程的△Samb
?Samb=?Samb,1+?Samb,2= {- 573.76+(- 504.57)}= -1078 J〃K-1
所以,?Siso??Ssys??Samb= {1155+(-1078)} J〃K= 77J〃K
-1
-1
(3)整个过程系统的△Ssys
T12mcpT1,3mcpT2mcpT2mcp?Ssys??dT??dT??dT??dT?mcpln(T2/T1)
T1TTT121,31TTTT-1-1-1
={1000×4.184×ln(328.15/283.15)} J〃K=1154.8 J〃K=1155 J〃K 系统先与40℃热源接触至热平衡时?Samb,1
??mcpdTT1T2?Samb,1?Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,1
-1
?1000?4.184(313.15?283.15??1 =???J?K= - 400.83 J〃K
313.15??再与70℃热源接触至热平衡时?Samb,2
??mcpdTT1T2?Samb,2?Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,1
-1
?1000?4.184(343.15.15?313.15.15??1 =???J?K= - 365.88 J〃K 343.15??最后与70℃热源接触至热平衡时?Samb,3
??mcpdTT1T2?Samb,3?Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,1
-1?1000?4.184(373.15.15?343.15.15??1 =???J?K= - 336.38 J·K 373.15??整个过程的△Samb
?Samb=?Samb,1+?Samb,2+?Samb,3
= {- 400.83 +(- 365.88)+(- 336.38)}= -1103 J〃K 所以,?Siso??Ssys??Samb= {1155+(-1103)} J〃K= 52 J〃K
-1
-1
-1
3-8. 已知氮气(N2,g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为
-3-62-1-1
Cp,m={27.32+6.226×10(T/K)-0.9502×10(T/K)}J〃mol〃K
将始态为300K,100kPa下1 mol的N2(g)置于1000K的热源中,求下列二过程(1)经恒压过程;(2)经恒容过程达到平衡态时的Q,△S及△Samb。
解:(1)经恒压过程时:
Q?Qp??H??1000K300KCp,mdT
将Cp,m代入上式积分得
Qp={27.32×(1000 – 300)+
-?S??1000K6.226-322
×10×(1000-300) 20.9502-633
×10×(1000-300)}J= 21648 J = 21.65 kJ 2Cp,mTdT
300K将Cp,m代入上式积分得
-3
= {27.32×ln(1000/300)+6.226×10×(1000-300) ?S
-622-1
-(0.9502/2)×10×(1000-300)} J〃K
-1-1-1
={32.893 + 4.3582 - 0.4323} J〃K= 36.819 J〃K= 36.82 J〃K (2)如果把氮气看作是理想气体,则有 Cp,m?R?CV,m Q?QV??1000K300KCV,mdT??1000K300K(Cp,m?R)dT??1000K300KCp,mdT??1000K300KRdT
根据前一步计算,而
?1000K300KCp,mdT=26.15 kJ
?1000K300KRdT= {8.314×(1000 -300)} kJ = 5.82 kJ
所以,Q = (26.15 – 5.82 )kJ = 15.83 kJ
1000KCV,m1000KCp,m?R1000KCp,m1000KR?S??dT??dT??dT??dT
300K300K300K300KTTTT1000KCp,m-1
由(1)计算可知,= 36.82 J〃K dT?300KT而
?1000K300KRdT?{8.314?ln(1000/300)} J〃K-1 = 10.01 J〃K-1 T-1
-1
所以 △S = {36.82 - 10.01} J〃K = 26.81 J〃K
3-9. 始态为T1=300K,p1=200kPa 的某双原子气体 1 mol,经下列不同途径变化到T2=300K,p2=100 kPa的末态。求各步骤及途径的Q,△S。 (1)恒温可逆膨胀:
(2)先恒容泠却至使压力降至100kPa,再恒压加热至T2;
(3)先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa,再恒压加热至T2;
解:(1)恒温可逆膨胀,dT =0,△U = 0,根据热力学第一定律,得
Q??W??nRTln(p2/p1)
= {- 1×8.314×300×ln(100/200)} J = 1729 J=1.729 kJ
?S??nRln(p2/p1)
= {- 1×8.314×ln(100/200)} J〃K = 5.764 J〃K
(2)过程为
-1
-1
1mol双原子气体1mol双原子气体1mol双原子气体恒容恒压加热T1?300K,V1????T0,V1?????T2?300K p1?200kPap0?100kPap2?100kPa根据理想气体状态方程,得
T0?(p0/p1)?T1= {(100/200)×300} K= 150K
第一步骤,恒容:dV=0,W1=0,根据热力学第一定律,得 Q1??U1??150K300KnCV,mdT
= {1×(5/2)×8.3145×(150-300)} J= -3118 J = -3.118 kJ
150/300)} J〃K = -14.41 J〃K ?S1?nCV,mln(T0/T1)?{1?(5/2)?8.314?ln(第二步: Q2??H??300K150K-1-1
nCp,mdT
= {1×(7/2)×8.3145×(300-150)} J= 4365 J = 4.365 kJ
?S2?nCp,mln(T2/T0)?{1?(7/2)?8.314?ln(300/150)} J〃K = +20.17 J〃K
-1
-1
Q = Q1 + Q2 = {(-3.118)+ 4.365 } kJ = 1.247 kJ
-1-1
△S = △S1 + △S2 = {(-14.41)+ 20.17 } J〃K = 5.76 J〃K (3)第一步骤为绝热可逆,故
T0?(p0/p1)Q1,r=0,△S1 =Q2??H??R/Cp,m?T1?{(100/200)2/7?300}K?246.1K
?T01T1(?Qr/T)=0
300K246.1KnCp,mdT= {1×(7/2)×8.3145×(300-246.1)} J= 1568 J = 1.568 kJ
-1-1
?S2?nCp,mln(T2/T0)?{1?(7/2)?8.314?ln(300/246.1)} J·K = +5.76 J·K
Q = Q1 + Q2 = {0+ 1.568 } kJ = 1.568 kJ
△S = △S1 + △S2 = {0+ 5.76} J·K-1 = 5.76 J·K-1
3-10. 1 mol 理想气体在T=300K下,从始态100 kPa 经下列各过程达到各自的平衡状态,求Q,△S及△S i so。
(1)可逆膨胀到末态压力为50 kPa;
(2)反抗恒定外压50 kPa 不可逆膨胀至平衡态; (3)向真空自由膨胀至原体积的两倍。 解:(1)恒温可逆膨胀,dT =0,△U = 0,根据热力学第一定律,得
Q??W??nRTln(p2/p1)
= {- 1×8.314×300×ln(50/100)} J = 1729 J=1.729 kJ
?Ssys??nRln(p2/p1)
= {- 1×8.314×ln(50/100)} J〃K = 5.764 J〃K
-1
-1
?Samb??Qsys/Tamb= (17290/300)J〃K-1= - 5.764 J〃K-1
故 △S iso = 0 (2) △U = 0,
Q2= -W = pamb(V2 – V1)= pamb {(nRT / pamb)-(nRT / p1) = nRT{ 1-( pamb / p1)}
= {-1×8.314×300×(1-0.5)} J = 1247 J = 1.247 kJ
?Ssys??nRln(p2/p1)
= {- 1×8.314×ln(50/100)} J〃K = 5.764 J〃K
-1
-1
?Samb??Qsys/Tamb= (-1247÷300)J〃K-1= - 4.157 J〃K-1
△S iso= △Ssys + △Samb = {5.764 +(- 4.157)} J〃K = 1.607 J〃K (3)△U = 0,W = 0,Q=0
-1
-1
?Samb??Qsys/Tamb= 0
因熵是状态函数,故有
?Ssys?nRln(V2/V1)?nRln(2V1/V1)
= {1×8.314×ln2 } J〃K = 5.764 J〃K
-1
△S iso= △Ssys + △Samb = 5.764 J〃K
3-13. 4 mol 单原子理想气体从始态750 K,150 kPa,先恒容冷却使压力降至 50 kPa,再恒温可逆压缩至 100 kPa。求整个过程的Q,W,△U,△H,△S。
解:过程为
4mol 单原子气体4mol 单原子气体4mol 单原子气体恒容冷却 T1?750K?????T0???可逆压缩????T2?T0V1,p1?150kPaV1,p0?50kPaV2,100kPaT0?T1p0/p1?{50?750/150}K?250K W1?0,
-1
-1
W?W2?nRT0ln(p2/p0)?{4?8.3145?250ln(100/50)}J?5763J?5.763kJ 3?U2?0,?U??U1?{4?R?(250?750)}J??24944J??24.944kJ
2 ?H2?0,?H??H1?{4?5R?(250?750)}J??41570J??41.57kJ
2Q = △U – W = (-24.944 – 5.763)kJ = - 30.707 kJ ≈ 30.71 kJ
Tp?S??SV??ST?nCV,mln0?nRln2
T1p0= {4?3Rln250?4?Rln100} J〃K= - 77.86 J〃K
275050-1
-1
3-14. 3 mol 双原子理想气体从始态100 kPa ,75 dm,先恒温可逆压缩使体积缩小至 50
3
dm,再恒压加热至100 dm。求整个过程的Q,W,△U,△H,△S。
解:过程为
3mol 双原子气体3mol 双原子气体3mol 双原子气体恒温可逆压缩恒压加热 V1?75dm3??????V0?50dm3?????V2?100dm3T1,p1?100kPaT1,p0??T2,p0?p2T1?p1V1/(nR)?{100?103?75?10?3/(3?8.3145)}K?300.68K
p0?nRT?300.68/(50?10?3)}K?150000Pa?150kPa 1/V0?{3?8.3145T2?p2V2/(nR)?{150?103?100?10?3/(3?8.3145)}K?601.36K W?W1?W2??nRTV0/V1)?p0(V2?V0) 1ln(?{?3?8.3145?300.68ln(50/75)?150?103?(100?50)?10?3}J
33
= - 4459 J = - 4.46 kJ
5?U1?0,?U??U2?{3?R?(601.36?300.68)}J?18750J?18.75kJ
2 ?H1?0,?H??H2?{3?7R?(601.36?300.68)}J?26250J?26.25kJ
2Q = △U – W = (18.75 + 4.46 )kJ = 23.21 kJ
pT?S??ST,r??Sp??nRln0?nCp,mln2
p1T0-1 -1
= {?3?R?ln150?3?7Rln601.36} J〃K= 50.40 J〃K
1002300.683-15. 5 mol 单原子理想气体从始态 300 K,50kPa,先绝热可逆压缩至 100 kPa,再
3
恒压冷却使体积缩小至 85 dm,求整个过程的Q,W,△U,△H,△S。
解:过程示意如下: 5mol 单原子气体5mol 单原子气体5mol 单原子气体绝热可逆压缩恒压冷却热 , T0,V1??,T1?300K,??????V0???????V2?85dm3,T2,p2p1?50kPa p0?100kPa
T0?(p0/p1)R/Cp,mT1?{(100/50)2/5?300}K?395.85K
V0?nRT0/p0?{5?8.3145?395.85/(100?103)}m3?0.16456m3 3Q1?0,W1??U1?{5?R?(395.85?300)}J?5977J?5.977kJ
2T2?p2V2100000?0.085?{}K?204.47K nR5?8.3143
-3
W2 = - pamb ( V2 – V1 ) = {- 100×10×(85 – 164.56)×10} J = 7956 J W = W1 + W2 = 13933 J = 13.933 kJ ?U2?{5?3R?(204.47?395.85)}J??11934J 2△U = △U1 + △U2 = -5957 J = - 5.957 kJ 5R?(204.47?300)}J??9929J??9.930kJ 2Q?Q2??U?W2?(?11.934?7.956)kJ??19.89kJ ?H?{5??S??S绝热,r??SP?0?nCp,mln(T2/T0) ?{5?5204.47R?ln}J?K?1??68.66J?K?1 2395.853-19. 常压下将 100 g,27 ℃的水与 200g,72℃的水在绝热容器中混合,求最终
-1-1
水温度t 及过程的△S。已知水的比定压热容 cp = 4.184 J〃g〃K。
解:Qp = 0,△H = 0,△H1 +△H2 = 0
100×4.184×(T2 – 300.15K)+200×4.184×(T2 – 345.15K)=0 T2 – 300.15K + 2×(T2 – 345.15K)=0 T2 = 330.15 K 即 t = 57 ℃
-1330.15330.15???1= 2.68 J〃K ?S??100?4.184?ln?200?4.184?lnJ?K?300.15345.15??33
3-20. 将温度均为300K,压力为100 kPa的 100 dm的H2(g)与 50 dm 的CH4(g)恒温恒压混合,求过程的△S。假设H2(g)和CH4(g)均可认为是理想气体。
解:nCH?100?103?50?10?3???300?? ??mol?16.667mol?4nH2?100?103?100?10?3???300?? ??mol?33.333mol??S??SH2??SCH4?nH2Rln ?33.333?8.3145?lnV2V?nCH4Rln2V1,H2V1,CH4
150150?16.667?8.3145?ln10050 = (13.516 +18.310)J·K-1= 31.83 J·K-1
3
3-22. 绝热容器恒容容器中有一绝热隔板,隔板两侧均为 N(。一侧容积为50 dm,2g)
3
内有200K的N2(g)2 mol;另一侧容积为75 dm,内有500K的N2(g)4mol。今将容器中绝热隔板抽去,使系统达到平衡态。求过程的△S。
解:设左侧的N2(g)用A代表,左侧的N2(g)用B代表。混合过程示意如下: A ,2 mol B,4 mol 2 molA B,4 mol ΔSA 3350 dm, 75 dm, VA, VB, 200K,p500K,pB T ;p T;p A ΔSB
QV = 0,W = 0, △U = 0,则有 △U(A)+△U(B) = 0
2?CV,m?(T2?200K)?4?CV,m?(T2?500K)?0 解得 T2 = 400 K
方法一:若用分体积计算熵变: VA?(2/6)?125dm3?41.67dm3,VB?(4/6)?125dm3?83.33dm3, ?S(A)?nACV,m(B)lnV2,A?5T240041.67??1?nARln??2?R?ln?2?R?ln?J?KT1,AV1,A?220050? ?( 28.816-3.03 0) J?K?1?25.786J?K?1V2,B?5T40083.33??1?S(B)?nBCV,m(B)ln2?nBRln ??4?R?ln?4?R?ln?J?KT1,BV1,B50075??2 ?(-18.553?3.503)?-15.05J?K?1△S = △S(A)+△S(B)= (24.786– 15.05)J〃K= 10.736 J〃K 方法二:先计算A和B各自初始压力及终态压力 pA?p?2?8.315?2004?8.315?500?66.52kPa;pB??221.73kPa ?350?1075?10?3-1-1
6?8.315?400?159.65kPa ?3125?10T2p40066.52??7?1?nARlnA ??2?R?ln?2?R?ln?J?KT1,Ap?2200159.65??S(A)?nACp,m(B)ln ?( 40.345-14.559) J?K?1?25.786J?K?1?S(B)?nBCp,m(B)lnT2p400221.73??7?1?nBRlnB ??4?R?ln?4?R?ln?J?KT1,Ap?2500159.65?
?( -25.976?10.925) J?K?1?15.05J?K?1△S = △S(A)+△S(B)= (24.786– 15.05)J〃K= 10.736 J〃K
3-23. 甲醇(CH3OH)在101.325kPa 下的沸点(正常沸点)为64.65℃,在此条件下
-1
的摩尔蒸发焓△vapHm = 35.32 kJ〃mol。求在上述温度、压力条件下,1 kg液态甲醇全部变成甲醇蒸气时的Q,W,△U,△H及△S。
解:n = (1000÷32)mol = 31.25 mol
Q = Qp = △H = n△vapHm = (31.25×35.32)kJ = 1103.75 kJ W = - pamb(Vg – Vl )≈ - pambVg = -ng RT
= {- 31.25×8.3145×337.80} = - 87770 J= - 87.77 kJ △U = Q – W = (1103.75 - 87.77)kJ = 1015.98 kJ
-1-1
△S = n△vapHm / Tvap = (1103750÷337.80) = 3267 J〃K = 3.267 k J〃K
-1
3-27. 已知常压下冰的熔点为 0℃,摩尔熔化焓△fusHm(H2O)= 6.004 k J〃mol,苯
-1
的熔点为5.51℃,摩尔熔化焓△fusHm(C6H6)= 9.832 k J〃mol。液态水和固态苯的定压摩
-1-1-1-1
尔热容Cp,m(H2O,l) = 75.37 J〃mol〃K及Cp,m(C6H6,s) = 122.59 J〃mol〃K。
今有两个用绝热层包围的容器,一容器中为0℃的 8 mol H2O(s)与2 mol H2O(l)成平衡。另一容器中为5.51℃的5 mol C6H6(l)与 5 mol C6H6(s)成平衡。
现将两容器接触,去掉两容器间的绝热层,使两容器达到新的平衡。求过程的△S。
解:设液态苯全部凝固,冰全部融化,于是示意如下
8molH2O(l), 2molH2O(l), t8molH2O(s), 2molH2O(l), 0oCQ?0 ????o5molC6H6(s), 5molC6H6(s),t5molC6H6(s), 5molC6H6(l), 5.51C 8mol×6004 J·mol-1+10mol×75.37 J·mol-1·K-1(T2 - 273.15K)
+5mol×(-9832)J·mol-1 +10mol×122.59 J·mol-1·K-1×(T2-278.66K)=0 1979.6 T2 =548610.395K T2 =277.13K 所以,t=3.98℃,0℃<3.98℃<5.51℃,假设合理。
277.31??8?6004?1?S(H2O)???10?75.37ln?J?K
273.15??273.15=(175.845+11.392)J·K-1= 187.24 J·K-1
)277.31??5?(?9832?1?S(C6H6)???10?122.59ln?J?K
278.66??278.66=(-176.416 - 5.953 )J·K-1= -182.37 J·K-1
△S = △S1 + △S2 = 187.24 J·K-1 - 182.37 J·K-1 = 4.87 J·K-1
-1
3-29. 已知苯(C6H6)的正常沸点为80.1 ℃,△vapHm= 30.878 kJ〃mol。液体苯的
-1-1
摩尔定压热容Cp,m = 142.7 J〃mol〃K。
今将40.53 Kpa,80.1 ℃的苯蒸气 1 mol,先恒温可逆压缩至101.325kPa,并凝结成液态苯,再在恒压下将其冷却至60℃。求整个过程的Q,W,△U,△H及△S 。
解:把苯蒸气看作是理想气体,恒温可逆压缩时,△U1=0,△H1=0,于是有 W1?nRTln(p2/p1) ?{1?8.3145?353.25?ln(101.325/40.53)}J?2691J W2 = -pamb(Vl – Vg) ≈pambVg = ng RT= (1×8.3145×353.25)J =2937.1 J W3 ≈ 0; W= W1 + W2 + W3=(2691+2937.1+0)J= 5628 J = 5.628 kJ △U1 = 0,Q1 = W1 = 2937 J; Q2 = -30878 J Q3??333.15K353.25K-1-1
nCp,mdT?{1?14.27?(333.15?353.25)}J??2868J
Q = Q1 + Q2 + Q3 = {(-2691)+( -30878)+( – 2868)}= - 36437J = -36.437 kJ
△U = Q + W = - 36.437 kJ + 5.628 kJ = - 30.809 kJ
△H = △H1 + △H2 + △H3 ={ 0 +(-30.868)+(-2.868)} kJ = - 33.746 kJ 3-31. O2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为
Cp,m?{28.17?6.297?10?3(T/K)?0.7494?10?6(T/K)2}J?mol?1?K?1
?已知25℃下O2(g)的标准摩尔熵Sm?205.138J?mol?1?K?1。求O2(g)在100℃,50 kPa
下的摩尔规定熵值Sm。
Cp,mCS?(T)T解: ds?p,mdT , ?mds?dT ??S(298.15K)298.15KmTT将O2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系代入上式积分,整理得
??Sm(T)?Sm(298.15K)?{28.17?lnT?6.297?10?3(T?298.15K)298.15K
1 ??0.7494?10?6[(T/K)3?(298.15K/K)3]}J?mol?1?K?12?Sm(373.15K)?{205.138?6.3209?0.4723?9.5377}J?K?1?202.394J?K?1
这是标准摩尔熵。为求氧气在100℃,50 kPa下的摩尔规定熵值Sm,设计如下途径:
1mol O2(g)1mol O2(g)?S373.15K,p??100kPa???373.15K,p?50kPa
?Sm(373.15K)Sm(373.15K)? ?S??nRln(p2/p1)?Sm?Sm??Sm?Sm??S?Sm?nRln(p2/p1)50 ?(202.394?1?8.3145?ln)J?K?1?208.157J?K?1100假如忽略三次方项,则
?Sm(373.15K)?{205.138?6.3209?0.4723}J?K?1?211.932J?K?1 ??Sm?Sm??S?Sm?nRln(p2/p1)
50?1?1 ?(211.932?1?8.3145?ln)J?K?217.695J?K1003-34. 100℃的恒温槽中有一带活塞的导热圆筒,筒中为2 mol N2(g)及装于小玻
璃瓶中的 3 mol H2O(l)。环境的压力即系统的压力维持 120 kPa 不变。
今小玻璃瓶打碎,液态水蒸发至平衡态。求过程的Q,W,△U,△H,△S,△A及△G。
s
已知:水在100℃时的饱和蒸气压为p=101.325kPa,在此条件下水的摩尔蒸发焓△vapHm=
-1
40.668 kJ〃mol。
解:见书本例3.5.2 (p122)。本题虽然系统的压力为120kPa,大于水在100℃时的饱和蒸气压,但因有N2(g)存在,在气相中水蒸气的分压小于其饱和蒸气压时,水即可蒸发。本题的水量较多,水是全部蒸发,还是部分蒸发,我们先计算为好。
s
先求水的蒸发量。水在100℃时的饱和蒸气压为p=101.325kPa,末态N2(g)的分压p2 (N2,g)=p – p(H2O)= 18.675 kPa。N2(g)的物质的量为2 mol,据分压定律,求得水蒸气的物质的量为
n(H2O,g)?[p(H2O,g)/p(N2)]?n(N2) ?(101.325/18.675)?2mol?5.426mol可见,3mol的水全部蒸发成水蒸气。
因 △H(N2,g)=0,△H(H2O,g)=3×△vapHm=3×40.668kJ =122.004 kJ
?H?122.004kJ?Qp
W = - p△V= - {△n(g)RT} = - n(H2O,g)RT={ - 3×8.3145×373.15}J = - 9.308 kJ
△U = Q + W = 122.004 kJ - 9.308 kJ = 112.696 kJ
?S(H2O)??H/T?(122.004?103/373.15)J?K?1?326.957J?K?1?S(N2)?n2Rln(p1,N2/p2,N2)??2?8.314ln(120/18.675)?J?K-1
?1?30.933J?K?1
△S= △S(H2O)+ △S(N2)=357.89 J〃K
△A = △U - T△S = 112696 J – 373.15×357.89 J = -20850 J = - 20.850 kJ △G = △H - T△S = 122004 J – 373.15×357.89 J = -11543 J = - 11.543 kJ
3-37. 已知在100kPa下水的凝固点为 0 ℃,在 – 5℃,过冷水的比凝固焓?slh= -322.4 J〃g,过冷水和冰的饱和蒸气压分别为ps(H2O,l)=0.422 kPa,ps(H2O,s)=0.414 kPa。今在100 kPa下,有 -5℃ 1kg的过冷水变成同样温度、同样压力下的冰,设计可逆途径,分别按可逆途径计算过程的△S及△G。
解:途径设计如下
1kgH2O(l)1kgH2O(s)?S ???268.15.15K,100kPa268.15K,100kPa △S1 △S5
1kgH2O(l)1kgH2O(s) 268.15.15K,0.422kPa268.15K,0.414kPa △S2 △S4
1kgH2O(g)1kgH2O(g)S3 ????268.15.15K,0.422kPa268.15K,0.414kPa△S1≈0,△S5≈0, ?H??升华H??熔化H?H△S2 +△S4 =气化 ???凝固268.15K268.15K268.15K268.15K=?1000?(?322.4)?J·K-1 = - 1202.312 J·K-1 ??268.15??-1
△S3 =nRTlnp1??1000?8.3145ln0.422?J?K?1?8.840J?K?1
p2?0.414??18?所以,△S = △S2 +△S4 +△S3 = - 1193.5 J·K-1= -1.194 k J·K-1
又因 △G2 = 0,△G4 =0,△G1 ≈ 0,△G5 ≈0,
p0.414??1000?G??G3?nRTln2???8.314?268.15?lnJ??2370J??2.370kJ ?p1?180.422?3-40. 化学反应如下: CH4(g)?CO2(g) 2CO(g)?2H2(g)
????(1)利用附录中各物质的Sm,?fHm数据,求上述反应在25℃时的?rSm,?rGm;
??(2)利用附录中各物质的?fGm数据,计算上述反应在25℃时的?rGm;
(3)25℃,若始态CH4(g)和CO2(g)的分压均为150kPa,末态CO(g)和H2(g)的分压均为50kPa,求反应的?rSm,?rGm。
解:列表如下 物质 H2(g) CO(g) CH4(g) CO2(g) B?/kJ·mol-1 ?fHm?/kJ·mol-1 ?fGm?/ J·mol-1·K-1 Sm0 -110.525 -74.81 -393.509 0 -137.168 -50.72 -394.359 130.684 197.674 186.264 213.74 ??={2×130.684+2×197.674 – 186.264 – 213.74} J·mol-1·K-1 (1)?rSm???BSm = 256.712 J·mol-1·K-1
??={2×0 +2×(-110.525)- (-393.509)-(-74.81)} kJ·mol-1 ?rHm???B?fHmB = 247.269 kJ·mol-1
???= {247269 – 298.15×256.712}= 170730 J·mol-1= 170.730 ?rGm??rHm?T?rSmkJ·mol-1
??= {2×0 +2×(-137.168)-(-394.359)-(-50.72)} kJ·mol-1 (2) ?rGm???B?fGmB = 170.743 kJ·mol-1
(3)设计如下途径
?rGm??2CO(g,100kPa)?2H2(g,100kPa) CH4(g,100kPa)?CO2(g,100kPa)??? △G1 △G2
rm??2CO(g,50kPa)?2H2(g,50kPa) CH4(g,150kPa)?CO2(g,150kPa)???G?G1?n(CH4)?RTln(150/100)?n(CO2)RTln(150/100)?2RTln(150/100)
= 2010.27 J·mol-1
-1
?G2?4RTln(100/50)= 6873.16 J·mol
??rGm??rGm??G1??G2=(170743-2010-6873)kJ·mol
-1
=161860 J·mol-1 = 161.860 kJ·mol-1
???rSm??rSm??S1??S2??rSm?2Rln(150/100)?4Rln(50/100)
={256.712 +6.742+23.053}J·mol-1·K-1=286.507 J·mol-1·K-1
第四章 多组分系统热力学
4-1. 由溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为cB,质量摩尔浓度为bB,此溶液的密度为ρ。以MA,MB分别代表溶剂和溶质的摩尔质量,若溶液的组成用B的摩尔分数xB表示时,试导出xB与cB,xB与bB之间的关系式。
解:对于A,B二组分溶液,溶液中物质B的物质的量nB与溶液的物质的量之比,称为物质B的摩尔分数,符号xB。即 xB?nB
nB?nA物质B的物质的量浓度为 cB?nB。在二组分溶液中,溶质B的摩尔分数xB与其浓
V溶液度cB之间的关系为
cVcBcBcBcB ??xB?B溶液??(m?mB)(m?mB)/Vnm/MAnB?nAcB?cB?cB?AcB?AMAV溶液MAV溶液V溶液 ?cBcB ?(??nBMB/V)(??cBMB)cB?cB?MAMA-3
式中ρ为溶液的密度,单位为kg·m;A代表溶剂。
而物质B的质量摩尔浓度则是溶液中溶质B的物质的量除以溶剂的质量即
nbB?B
mA其单位为mol〃kg。在二组分溶液中溶质B的摩尔分数xB与质量摩尔浓度bB的关系为
nB/mAbBbB xB???nB/mA?nA/mAbB?nA/(nAMA)bB?1/MA4-4. 60℃时甲醇的饱和蒸气压是83.4kPa,乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa。二者可形成理想液态混合物,若混合物的组成为质量百分数各50%,求60℃时此混合物的平衡蒸气组成,以摩尔分数表示。
解:M甲醇=32.042,M乙醇=46.069
x甲醇?50/32.042*x甲醇?83.4?0.58979?49.19kPa ?0.58979; p甲醇?p甲醇50/32.042?50/46.069-1
*p乙醇?p乙醇(1?x甲醇)?47.(01?0.58979)?19.28kPa
y甲醇?p甲醇p甲醇?p乙醇?49.19?0.718 y乙醇?1?y甲醇?1?0.718?0.282
49.19?19.284-5. 80℃时纯苯的蒸气压为100kPa,纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80℃时气相中苯的摩尔分数y苯=0.300,求液相的组成。
**(1?x苯) 解:x?py苯?p苯x苯?p甲苯y苯苯**p苯p苯x苯?*p甲苯y苯***p苯?p甲苯y苯?p苯y苯?38.7?0.3?0.142; x甲苯?1?x苯?0.858
100?38.7?0.3?100?0.34-8 H2、N2与100g水在40℃时处于平衡,平衡总压力为105.4kPa。平衡蒸气经干燥后的组成为体积分数?(H2)?40%。假设溶液的水蒸气可以认为等于纯水的蒸气压,即40℃时的7.33kPa。已知40℃时H2、N2在水中亨利常数分别为7.24GPa(应为7.61)及10.5GPa。求40℃时水中溶解H2和N2的质量。
*解:pH?(p?pH)?0.40?(105.4?7.33)?0.40kPa?39.23kPa 22O*pN2?p?pH?pH2?(105.4?7.33?39.23)kPa?58.84kPa 2OMH2?2.0158, MN2?28.0134xH2?pH2kx,H2?mH2/MH2mH2O/MH2O?mH2/MH2?mN2/MN2?mH2/MH2 mH2O/MH2O∴
mH2?mN2?pH2mH2OMH2kx,HMH2O2??39.23?100?2.0158g?60.6?g67.24?10?18.015 58.84?100?28.0134g?871?g10.5?106?18.015pN2mH2OMN2kx,NMH2O24-11. A、B两液体能形成理想液态混合物。已知在t时纯A的饱和蒸气压p*=40kPa,A*纯B的饱和蒸气压pB=120kPa。 (1)在温度t下,于气缸中将组成为y(A)=0.4的A、B混合气体恒温缓慢压缩,求凝结出第一滴微细液滴时总压及该液滴的组成(以摩尔分数表示)为多少?
(2)若将A、B两液体混合,并使此混合物在100kPa、温度t下开始沸腾,求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成(摩尔分数)?
解:(1)pi?pi*xi?pyi
**p1x1p*pBxBAxAp???yiyAyB40xA/0.4?120xB/0.6?
联立求解得:x?0.6667,x?0.3333?ABxA?xB?1?*p1x140?0.6667p??kPa?66.67kPayi0.4*(2)p?p*(1?xA)}kPa?100kPa AxA?pBxB?{40xA?120所以有 xA=0.25, xB=0.75
p*x40?0.25yA?AA??0.1, yB?0.9
pA1004-17 25℃时0.1molNH3溶于1dm三氯甲烷中,此溶液NH3的蒸气分压为4.433kPa,同
3
温度时0.1molNH3溶于1dm水中,NH3的蒸气分压为0.887kPa。求NH3在水与三氯甲烷中的
3
正在阅读:
2013物理化学复习习题11-26
郭美美个人资料02-09
2018年集美大学食品与生物工程学院826生物化学考研核04-26
脾胃论09-16
雅思写作小作文题型与难点分析08-10
会籍顾问管理08-14
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 物理化学
- 习题
- 复习
- 2013
- 小学生100个健康行为好习惯
- 浅谈幼儿早期阅读能力的培养
- 2018年考研思想政治理论大纲解析配套1600题
- 固体物理习题详解
- 中国古代史上选择题专项训练三 - 图文
- 2014-2015学年最新人教版五年级数学下册期中试卷(4)(1)
- 小学英语高效课堂心得体会
- 在数学教学中培养创新意识XXXX1029
- 值长运行规程
- 实验2利用MATLAB分析信号频谱及系统的频率特性
- 第九章中国风物特产
- 春九年级数学下册1.3三角函数的有关计算(第1课时)教案(新版)北师大版
- 煤矿揭煤防突技术安全措施
- C语言第七章习题带答案
- 鲁教版六年级下英语Unit4单元检测试卷含答案
- 配电线路高级工技能题库
- 新八年级上册英语形容词和副词的最高级
- 实用写作试卷2014春线上B答案
- 药物临床试验突发事件应急预案
- 四川大学《数字电子技术(1)》17春在线作业1