物化課件第三章-考研試題資料系列

1、物化課件第三章-考研試題資料系列物化課件第三章-考研試題資料系列物化課件第三章-考研試題資料系列物化課件第三章-考研試題資料系列第三章 習(xí) 題3.1 卡諾機(jī)在1=600K的高溫?zé)嵩春蚑230K的低溫?zé)嵩撮g工作，求熱機(jī)效率 。2當(dāng)向環(huán)境作功時(shí)，系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次盏臒峒跋虻蜏責(zé)嵩捶懦龅臒?。解：由機(jī)熱效率的定義可求：12又32 卡諾熱機(jī)在的高溫?zé)嵩春偷牡蜏責(zé)嵩撮g工作,求：1 熱機(jī)效率 ；2 當(dāng)從高溫?zé)嵩次鼰釙r(shí)，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作的功及向低溫?zé)嵩捶懦龅臒峤? 由卡諾循環(huán)的熱機(jī)效率得出 得 12 3. 卡諾熱機(jī)在的高溫?zé)嵩春偷牡蜏責(zé)嵩撮g工作,求1 熱機(jī)效率 ; 當(dāng)向低溫?zé)嵩捶艧釙r(shí),系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰峒皩?duì)環(huán)境所

2、作的功。解：1234 試說(shuō)明:在高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩撮g工作的不可逆熱機(jī)與卡諾機(jī)聯(lián)合操作時(shí)，若令卡諾熱機(jī)得到的功等于不可逆熱機(jī)作出的功。假設(shè)不可逆熱機(jī)的熱機(jī)效率大于卡諾熱機(jī)效率，其結(jié)果必然是有熱量從低溫?zé)嵩戳飨蚋邷責(zé)嵩矗`反勢(shì)熱力學(xué)第二定律的克勞修斯說(shuō)法.證：反證法 設(shè) 不可逆熱機(jī)從高溫?zé)嵩次鼰幔虻蜏責(zé)嵩捶艧?對(duì)環(huán)境作功則 逆向卡諾熱機(jī)從環(huán)境得功從低溫?zé)嵩次鼰嵯蚋邷責(zé)嵩捶艧釀t 若使逆向卡諾熱機(jī)向高溫?zé)嵩捶懦龅臒岵豢赡鏌釞C(jī)從高溫?zé)嵩次盏臒嵯嗟?，即總的結(jié)果是：得自單一低溫?zé)嵩吹臒?，變成了環(huán)境作功，違背了熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文說(shuō)法，同樣也就違背了克勞修斯說(shuō)法。3.高溫?zé)嵩礈囟?，低溫?zé)嵩礈囟?，今?

3、0J的熱直接從高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩?求此過(guò)程。解: 根據(jù)定義：38 已知氮的摩爾定壓熱容溫度的函數(shù)關(guān)系為初始態(tài)為30,00Ka下1mol的置于100K的熱源中，求以下二過(guò)程1經(jīng)恒壓過(guò)程；2經(jīng)恒容過(guò)程達(dá)到平衡態(tài)時(shí)、及解：恒壓2恒容n=1mol1mo狀態(tài)狀態(tài) 恒壓過(guò)程 2 恒 容過(guò)程3. 始態(tài)為的某雙原子理想氣體1mo,經(jīng)以下不同途經(jīng)變化到的末態(tài),求各步驟及途徑的1 恒溫可逆膨脹；2 先恒容冷卻使壓力降壓100K，再恒壓加熱至；3 先絕熱可逆膨脹到使壓力降至00p，再恒壓加熱至解： 恒溫可逆=1moln=1l +W=0 恒容恒壓n=1mo1ol恒容恒壓N=mol 過(guò)程1為可逆: 3。10 1mo理

4、想氣體在=30K下，從始態(tài)10Kpa 到以下各過(guò)程，求及?？赡媾蛎浀綁毫?Kp;反抗恒定外壓5Kpa,不可逆膨脹至平衡態(tài)；3向真空自由膨脹至原體積的2倍解： n1ml 1可逆2恒外壓自由膨脹n=1mol 23 。11 某雙原子理想氣體從始態(tài)，經(jīng)不同過(guò)程變化到下述狀態(tài)，求各過(guò)程的123解： 1過(guò)程1為PVT變化過(guò)程23 3。12 mo雙原子理想氣體從始態(tài)30K，先恒容加熱至40K，再恒壓加熱至體積增大到，求整個(gè)過(guò)程的及 解: n=2mo恒容n=2mol 恒壓n=2ml過(guò)程a恒容 W=0b 恒壓： K313mol單原子理想氣體從始態(tài)70K，50Kpa,先恒容冷卻使壓力降至0Kp，再恒溫可逆壓縮至1

5、00pa,求整個(gè)過(guò)程的解:n=5mol恒容=4ol 恒壓n=4ol a 31 3ol雙原子理想氣體從始態(tài),先恒溫可逆壓縮使體積縮小至，再恒壓加熱至，求整個(gè)過(guò)程的及。 解：n=mol恒容3ol恒壓n=3ol .16 始態(tài)300K,1Mpa的單原子理想氣體2ml,反抗.2Ma的恒定外壓絕熱不可逆膨脹至平衡態(tài)。求過(guò)程的解：2mol絕 熱恒壓n=2mol 39 常壓下收10g，的水200g，的水在絕熱容器中混合,求最終水溫及過(guò)程的熵變,已知水的比定壓熱容 解: .20 將溫度均為300K，壓力均為10Kpa的0的的恒溫恒壓混合。求過(guò)程，假設(shè)和均可認(rèn)為是理想氣體。解: KJ1K2 絕熱恒容容器中有一絕熱

6、耐壓隔板，隔板一側(cè)為mo的20K，的單原子理想氣體A，另一側(cè)為3mol的400K，100的雙原子理想氣體。今將容器中的絕熱隔板撤去，氣體A與氣體混合達(dá)到平衡態(tài),求過(guò)程的。解： An=2ol=moln=2mol20KT=00KT？=V=V= 323甲醇在1325Kpa下的沸點(diǎn)正常沸點(diǎn)為，在此條件下的摩爾蒸發(fā)焓,求在上述溫度、壓力條件下，Kg液態(tài)甲醇全部成為甲醇蒸汽時(shí)。解： 3。24 常壓下冰的熔點(diǎn)為,比熔化焓，水的比定壓熱容，在一絕熱容器中有1Kg，的水，現(xiàn)向容器中加入0.K，的冰，這是系統(tǒng)的始態(tài)。求系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)后，過(guò)程的。解: 得 32 常壓下冰的熔點(diǎn)是,比熔化焓，水的比定壓熱熔,系統(tǒng)的始態(tài)

7、為一絕熱容器中1，的水及0。5g的冰，求系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)后,過(guò)程的熵.解： 331 的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系為。已知下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵，求在,50Ka下的摩爾規(guī)定熵值Sm。解：P100KpaP=10KpP=5Kpa 3.2 若參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的摩爾定壓熱容可表示成,試推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵與溫度T的函數(shù)關(guān)系，并說(shuō)明積分常數(shù)如何確定。解：對(duì)化學(xué)反應(yīng) 對(duì)于某物質(zhì)B 為某一溫度條件下的化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵，在這一溫度與溫度T之間，物質(zhì)B沒(méi)有相變.。35 解：此過(guò)程為恒溫恒容過(guò)程.可以先根據(jù)壓力的變化求出有多少水蒸氣凝結(jié)成水，即RT。計(jì)算時(shí)可以忽略液體的體積，并將氣體作理想氣體來(lái)處理。然

8、后設(shè)計(jì)一可逆過(guò)程計(jì)算其它熱力學(xué)函數(shù)的變化.可逆過(guò)程可以設(shè)計(jì)如下,首先壓力由120KPa可逆變?yōu)?01KPa,然后一部分氣可逆相變化為水.熱力學(xué)函數(shù)的變化量可以分別求出。6 解：可以設(shè)計(jì)一可逆過(guò)程進(jìn)行計(jì)算： H H1 + 2 H 4。22 100 - 120+ 2257.4 2。033 12 10 221.58J H -T S= 223。58 3 5936 = 119。3KJ.3 解：根據(jù)題給條件,可設(shè)計(jì)如下途徑來(lái)求和G 33若在某溫度范圍內(nèi)，一液體及其蒸汽的摩爾定壓熱容均可表示成的形式，則液體的摩爾蒸發(fā)焓為，,為積分常數(shù)。試應(yīng)用克勞修斯-克拉佩龍方程的微分式,推導(dǎo)出該溫度范圍內(nèi)液體飽和蒸汽壓P的對(duì)數(shù)lnP與熱力學(xué)溫度T的函數(shù)關(guān)系式，積分常數(shù)為。解： 克-克方程為不定積分: 。43已知水在時(shí)飽和蒸汽壓為189Ka,水在10125Kpa下的正常沸點(diǎn)為，求：1下面表示水的蒸汽壓與溫度關(guān)系的方程式中的A和B值在此溫度范圍內(nèi)水的摩爾蒸發(fā)焓3在多大壓力下水的沸點(diǎn)為解： 1在時(shí)，=。891K有在時(shí)， P101.3p 有解兩方程得A=27.133K B1。845523 得 P=11。02 K4 水和氯仿在101.32Kpa下正常沸點(diǎn)分別為和，摩爾蒸發(fā)焓分