化工热力学课后习题答案.docx

习题

第1章绪言

一、是否题

1.孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。△U=0,△H=0,但△S,AG和△A不一定等于0,如一

体积等于2V的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T,P的理想气体，右侧是T温度的真空。当隔板抽去后，由于Q=W=0,△U=0,△T=0,△H=0,故体系将在T,2V,状态下

达到平衡，△S=-RIn(0.5P/P)=RIn2,△G=AH-T△S=-RTIn2,△A=△U-TS=-RTIn2)

2.封闭体系的体积为一常数。(错)

3.封闭体系中有两个相α,β。在尚未达到平衡时，a,β两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则

a,β两个相都等价于均相封闭体系。(对)4.理想气体的焓和热容仅是温度的函数。(对)

5.理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。(错。还与压力或摩尔体积有关。)

6.要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程=P(T,V)的自变量中只有一个强度性质，所以，这与相律有矛盾。(错。V也是强度性质)

7.封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终

态的温度分别为T?和T?,则该过程的;同样，对于初、终态压力相等的过程有

(对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。)

8.描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是

(其中),而一位学生认

为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。(错。)

9.自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。(错。有时可能不一致)10.自变量与独立变量是不可能相同的。(错。有时可以一致)

三、填空题

1.状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态。

1八曰HH口

3.封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(P,V)等温可逆地膨胀到(P,V),则所做的功为

iiff

W=RTIn(v?/v,)Wv=RTIn(P/P)

(以v表示)或(以P表示)。

4.封闭体系中的1mol理想气体(已知,按下列途径由T?、P?和v?可逆地变化至P,则

2

A等容过程的W=0,Q=

U:通,

B等温过程的

,

,H=0。

C绝热过程的W=

5.在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3,所作之功为；若使水的表面增大1cm2,我们所要作的功是7.2×10-6J(水的表张力是72ergcm-2)。

8.普适气体常数R=cm3

1。

mol

1K-1=mol1k

四、计算题

1.一个绝热刚性容器，总体积为V,温度为T,被一个体积可以忽略的隔板分为A、B两室。两室装有不同

的理想气体。突然将隔板移走，使容器内的气体自发达到平衡。计算该过程的Q和最终的T

和P。设初压力是(a)两室均为P。;(b)左室为P。,右室是真空。解：(a)Q=0,W=0,△U=0;T,P不变

(b)Q=0,W=0,AU=0;不变，下降一半即P=0.5P

2.常压下非常纯的水可以过冷至0℃以下。一些-5℃的水由于受到干扰而开始结晶，由于结晶过程进行得

很快，可以认为体系是绝热的，试求凝固分率和过程的熵变化。已知冰的熔化热为g1和水在0

~-5℃之间的热容为g1k-1

[oo]kSx+[po]y2(x-I)←—[os-]yx+[?s-]yS(x-t)