物理化学沈文霞课后习题答案.pdf

. 第一章 气体 一．基本要求 1．了解低压下气体的几个经验定律； 2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程； 3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意 Dalton 分压定律和 Amagat 分体积定律的使用前提； 4．了解真实气体 p Vm 图的一般形状， 了解临界状态的特点及超临界流体的 应用； 5．了解 van der Waals 气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。 二．把握学习要点的建议 本章是为今后用到气体时作铺垫的， 几个经验定律在先行课中已有介绍， 这 里仅是复习一下而已。 重要的是要理解理想气体的微观模型， 掌握理想气体的状 态方程。 因为了解了理想气体的微观模型， 就可以知道在什么情况下， 可以把实 际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。 通过例题和习题， 能熟练地使 用理想气体的状态方程，掌握 p,V ,T 和物质的量 n 几个物理量之间的运算。物理 量的运算既要进行数字运算， 也要进行单位运算， 一开始就要规范解题方法， 为 今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握 Dalton 分压定律和 Amagat 分体积定律的使用前提， 以免今后在不符合 这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与 “物理化学核心教程” 配套的多媒体讲课软件讲课时， 要认真 听讲，注意在 Power Point 动画中真实气体的 p Vm 图，掌握实际气体在什么条 件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。 三．思考题参考答案 1．如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？ 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球的壁变软，球中空气受热膨胀，可 使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2．在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。 试问，这两容器中气体的温度是否相等？ 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相 等。 . . 3． 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一根玻管相通，管中间 有一汞滴将两边的气体分开。当左边球的温度为 273 K ，右边球的温度为 293 K 时，汞滴处在中间达成平衡。试问： (1) 若将左边球的温度升高 10 K ，中间汞滴向哪边移动？ (2) 若将两个球的温度同时都升高 10 K ，中间汞滴向哪边移动？ 答： （1）左边球的温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。 （2）两个球的温度同时都升高 10 K ，汞滴仍向右边移动。因为左边球的起 始温度低，升高 10 K所占的比例比右边的大， 283/273 大于 303/293 ，所以膨胀 的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边的比右边的大。 4．在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的 0.7 左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。请估计会发生什么现 象？ 答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与 迅速蒸发的水汽的压力加在一起， 大于外面压力时， 就会使软木塞崩出。 如果软 木塞盖得太紧， 甚至会使保温瓶爆炸。 防止的方法是，在灌开水时不要灌得太快， 且要将保温瓶灌满。 5．当某个纯的物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处 于平衡状态的气 - 液两相的摩尔体积将如何变化？ 答：升