物理化学学习指南思考题答案（傅献彩）--全 - 图文

第一章

1.两瓶不同种类的理想气体，如果他们的平均平动能相同，密度相同，则它们的压力也相同。此结论对吗？

答案：不对。P=nRT/v=mVRT/m=ρRT/M,Et,m?3RT,平均动能相同，则温度相同。现在2已知密度相同，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相同的体积时所具有的压力不同，故不存在p=?pi的关系。

3.在一定容积的容器内含有一定量的气体，若升高温度，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？

答案：平均自由程不变。因为l?12?dn2，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)=RT

6.实际气体在Boyle温度时符合理想气体行为，此时分子间的引力和分子本身的体积均可忽略不计，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，如果压力较低，则气体体积大，分子本身体积可以忽略，但引力项不可忽略，气体容易压缩，所以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，并解释其原因。

答案：（a）A；（b）C；（c）D。

8.气体A,B,C,D都服从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理想气体？

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，状态方程可以写为p(Vm-b)=RT，则pVm>RT,表示气体不易压缩。如果仅考虑引力效应，状态方程可写为（p+pi）Vm=RT，则pVm

9.压缩因子图的基本原理建立在什么原理基础上？

答案；对应状态原理。

10.若两种性质不同的实际气体，其p,Vm,T相同，则根据PVm=ZRT，这两种

气体的Z值也应该相同，此结论对吗？试说明原因。

答案：不对。不同性质的实际气体，其状态方程不同。P，Vm，T值不可能完全相同下，才有可能有相近的压缩因子，因为Z?Zc??。 ?11.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

在地球上

Mghcn??exp(?地) c0n0RTMg轨hcn??exp(?) 在轨道上 c0n0RT因为g地

nn）轨>（）地 n0n0第二章

1.下列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，η，U，ρ，Cp，Cv，Cp，m，Cv，m，Ω。

答案：属强度性质的有Um，T, p, Vm，Hm，η，ρ，Cp，m ,Cv，m。属广度性质的有H，V, U， Cp，Cv，Ω。不属状态函数的有Q,W。

2.根据Dalton分压定律p??pB可见，压力具有加和性，应属于广度性质，此结论对吗？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一定时，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=，在Dalton分压定律中分压PB的物理意义是指?nC（B）Bp,m在同一温度下B组分单独占有与混合气体相同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=?pB不属加和性。

3.可逆过程有哪些基本特征？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。 （3）373K，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行，由一连串接近于平衡的状态构成。2）在反向过程中必须循着原来的过程的逆过程用同样的手续使系统和环境还原。3）等温可逆膨胀过程中系统对环境做最大功，等温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，其余为不可逆过程。

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。或经历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：

s'1）纯水恒温可逆变压p??ps,W①?0;

2）等温等压下纯水可逆蒸发为气体， W②?-Ps?V=-PsVg=-nRT； 3）水汽等温可逆蒸发为气体，Ps?P，，③sWPs，?-nRTln；

Ps，，4）水汽等温等压可逆冷凝入溶液， W④?-Ps?V=PsVg=nRT； 5）溶液等温可逆变压Ps?P， W⑤?0。

，?Ps，W=W①+W②+W③+W④+W⑤=W③=-nRTln

Ps5.指出下列公式使用的条件： 1）dU=?Q?pdV 2）H?U?pV

3)?H?Qp,?U?Qv4)?H??TT22CpdT;?U?V2V1?TT21CvdT5)W??nRTln6)W??p?V7)pV??常数pV?p2V211??1nR9)W??(T?T2)??118)W??答案：

1）封闭系统，非膨胀功，Wf=0。 2）封闭系统，平衡态。

3）?H=Qp，封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，等压过程。

?H=Qv，封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，等容过程。

4）封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，状态连续变化的等压过程，对于理想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，理想气体等温可逆过程。 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，理想气体绝热可逆过程。 8）封闭系统、平衡态，不做非膨胀功，理想气体绝热过程。 9）理想气体、多方可逆过程，pV?=常数。

6.判断下列说法是否正确：

1）状态固定后，状态函数都固定，反之亦然。 2）状态含税改变后，状态一定改变。 3）状态改变后，状态函数一定都改变。

4）因为?U?Qv,?H?Qp，所以Qv，Qp是特定条件下的状态函数。 5）恒温过程一定是可逆过程。

6）气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热绝热膨胀，则?H?Qp?0。 7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量。

8）系统从状态Ⅰ变化到Ⅱ，若?T?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?H?Qp?0。 10）理想气体绝热变化过程，W可逆=Cv?T，W不可逆=Cv?T，所以W绝热可逆=W绝热不可逆。 11）一个封闭系统，当初始态确定后：a）若经历一个绝热过程，则功为定值；b）若经历一个等容过程（设Wf=0），则Q有定值；c）若经历一个等温过程，则热力学能有定值；d）若经历一个多方方程，则热和功的和有定值。 答案：1对；2对；3错；4错；

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