1、物理化学下册习题答案物理化学下册习题答案【篇一：物理化学教程课后习题答案】t姓名：刘绍成 学号 ：120103208026 金材10-1-16-34 p82(1-1) 10 mol理想气体由25，1.00mpa。设过程为：（i）向真空膨胀；（ii）对抗恒外压0.100mpa膨胀。分别计算以上各过程的 (i) (ii) 外（ii）p1v11=24.777m3; 6 24.777?1?10p1 因为是恒温过程，故 v2=p2v1=0.1?106 =247.77m3 w=-?vpdv=-p(v2-v1)=-22.2995j 1 v2 小结：此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：pv=
2、nrt; pv t =常数；w=-?vpdv等公式。 1 v2p1v1=nrt1n=p1v1=p2v2 ?p2=v2p1=t2= p1p2 v1 p1v1rt1 = 0.2?106?1?10?3 8.3145?473 mol=0.0509mol, 3 t1= 6 1 (i) 恒温膨胀ui=0，hi=0. wi=-?v v2 1 v2pdv=-nrtlnv1 ?qi=-w=219.92j. 7 2(iii) 等压过程wiii=-pv=-p(v1-v t=0.0509 2.5 8.3145 (473-1419)=-1000.89j q=u-w=-1000.89-400=-1400.89j 在整个过
3、程中由于温度不变所以u=0, h=0; q=-w=-180.08j. 小结：此题考查了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用，内能和焓只是过于温度的函数。所用公式有：cp,m-cv,m=r; u=ncv,mt; h=ncp,mt; w=-pv 3 v p1v1=nrt1 t1= p2p1 p1v1 =23.77k t2= v2 t2=23.77k; wiii=-?vpdv=-p2(t2-t1) 1 v2 qi=ui=ncv,mt= ncv,m(t2-t1u2= ncv,m(t3-t2) 小结：此题考查u=f(t);h=f(t);以及热力学第一定律的公式u=w+q. 105 nrtp2 - 1
4、 ) )=22.3j - 106 q=u-w=22.3j （iii）因是等温过程，所以h=0，u=0; wv=-?v v2 1 v2 pdv=-nrtlnv1 q=-wv=57.05kj小结：此题考查u=f(t);h=f(t); wv=-?vpdv等公式 1 v2 cp,m cv,m =7/5 （i）由理想气体绝热可逆过程方程得： t1v= t2v2 r-1 r-1 v1 t2=(v2 v1 p1v1=常数 2=(2 (iii) 有题知 q=0， pv rt 3.04?105?1.43?10?3=8.3145?298.15=0.175mol 小结：此题考查理想气体绝热可逆过程的方程应用，有t1
5、vr-1= t2v2r-1； p1v1=常数；h=u+pv=u+nrt【篇二：人卫版物理化学(第六版)课后习题答案详解】t物理化学教研组解 2009，7 第一章 热力学第一定律与热化学 解：?u?q?w?0 2. 试证明1mol理想气体在衡压下升温1k时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数r。 证明：w?p(v2?v1)?nr?t?r 18?10?3?63 1.96?10(m) 解：(1) v冰3 0.92?10 18?10?3 v水1.96?10?6(m3) 3 1.0?10 w?pe(v水v冰)?nrt?1?8.314?373?3.101?10(j) (2) w?pe(v冰?v水)?101
6、325?(1.96?10 ?5 3 ?1.8?10?5)?0.16(j)(2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？ 5. 1mol理想气体从100oc、0.025m3 经过下述四个过程变为100oc、0.1m3： (1) 恒温可逆膨胀； (2) 向真空膨胀； (3) 恒外压为终态压力下膨胀； (4) 恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m3时的压力膨胀至0.05 m3，再以恒外压等于终态压力 下膨胀至0.1m3。 求诸过程体系所做的体积功。 解：(1)w?nrtln (2) w?0 (3) pe? v20.1?1?8.314?ln?429
7、9(j) v10.025 nrt1?8.314?373?31010(pa) v0.1 w?pe(v2?v1)?31010(0.1?0.025)?2325(j) (4) pe? 1?8.314?373 ?62022(pa) 0.05 w?p1(v2?v1)?p2(v3?v2)?62022(0.05?0.025)?31010(0.1?0.05)?1550?1550?3101(j) 6. 在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入理想气体，圆筒内壁上绕有电炉丝。通电时气体 (2) q?0 ?h?w电功?0 解：?h?qp?4.067?10(j) 4 ?u?q?w?h?pe(v2?v1)?4.067?
8、104?101325(30200?18.80)?10?6 ?3.761?10(j) (4) 理想气体绝热反抗恒外压膨胀 (5) 水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为体系 (6) 水(101325pa,273.15k)冰(101325pa,273.15k) 4 (7) 在充满氧的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为体系。 解： ? 1000 300t2 (29.07-0.836?10-3t?2.01?10-6t2)dt=20620.53j (29.07-0.814-0.836?10-3t?2.01?10-6t2)dt=14800j 3 （2）?u? ?
9、t1 10.在在0和506.6kpa条件下，2dm的双原子理想气体体系以下二个过程恒温膨胀至压力为101.325kpa，求q,w, u,h。 （1）可逆膨胀； （2）对抗恒外压101.325kpa膨胀。 解：（1）w=nrtln p1p1v1p506.6 1629j rtln10.446?8.314?273?ln p2rt1p2101.325 u=0,q1629j nrt2 ?v1）809.586j p2 h=u=0 q=809.586j 11.(1)在0和506.6kpa下，1mol水全部蒸发为水蒸气，求此过程的q、w、u、h。已知水的汽 -1 (2)若在373k、101.325kpa下的水
10、向真空蒸发，变成同温同压的水蒸气，上述个量又如何？（假设水蒸汽可视为理想气体）。 解：（1）相变在恒温恒压且非体积功为零下进行，故 hqp40.7kj wp（vgv1）?pvg?rt?8.314?373?3.10kj ? ?u?qp?w?40.7?3.10?37.6kj (2)该相变相真空进行为不可逆相变，pe0，w0。因为（2）的始，终态同（1）所以h，u与（1）相同，即h=40.7kj,u=37.6kj,q=37.6kj. 3 12.1mol单原子理想气体，始态压力为202.65kpa，体积为11.2dm，经过pt为（1）终态的体积与温度 （2）体系的u及h； （3）该过程体系所作的功。解
11、：（1） ?3 pv11/nr?202650?11.2?10/8.314?273k pt?常数 t2?pt11/p2?202.65?273/405.3?136.5k v2?8.314?136.5/405.3?2.8dm3 2 -1-1 3-33 -23 -3 -3-2 3 5 （1）计算终态的温度、压力和此过程的w、u。 （2）若该气体经恒温和恒容两步可逆过程到达上述终态，试计算q,w, u,h。 解：（1）hncp,m（t2-t1）得 t2 2092?h 273.2373.8k ?t1= 2.5?8.314ncp,m pvt105?373.8112 p2=?6.8?104pa tv273.2
12、?212 w=q-u=1674-1255=419j 15.1mol双原子理想气体在0和101.325kpa时经绝热可逆膨胀至50.65kpa，求该过程的w和u。 解：双原子理想气体cv,m 75 r cp,mr 22 r1-r ? cp,m/ cv,m1.4 tp常数 1?r101.325（11.4）/1.5p1 50.65p2w=q-u=1674-1255=2829j -1-13 3 逆绝热膨胀至2.86dm。 （1）终态的温度与压力。 （2）该过程的h及u。 28.8 1.4 28.88.314 2.86 解：（1）?= 1.4 115.2 pv303.99?103?1.43?10?311
13、 (2)n（?）0.176mol rt18.314?298 353 75 r cp,mr 22 101.4 ）?2.0?1054.3?104pa 30 ? cp,m/ cv,m1.4 （p2 因为绝热， q=0 2.0?105?10?10?3?4.3?104?30?10?3 1.8?103j w= 1.4?1 3 18.证明 （ 3 ?u?v ）pcpp()p ?t?t 证： cp=? ?h? ? h=u+pv ?t?p ?u?v ）p+p()p ?t?t?u?v （）pcpp()p ?t?t cp=（19.证明cp-cv=-（ ?p?h?）v? ?v?t?p?t? ?h?h ）pdt+（）?
14、dp ?t?p 证：对h微分得dh（ h=u+pv【篇三：物理化学第五版课后习题答案】101 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的
15、饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 43 3 31 4 32 r1 33 r2 r1 3 a1 a2 22 2 r2
16、r12) (1?10)1?10 ?9 ?33 106) 2?r2?r4?r 2?58.91?100.1?10 ?6 ?3 2?58.91?100.1?10 ?6 ?3 4?58.91?100.1?10 ?6 ?3 2?r 2?22.3?105?10 ?5 ?3 892 pa ?3 h 2?cos?r?g 2?22.3?105?10 ?5 ?1 ?789.4?9.8 0.1153 m 时，计算 (1) 开始形成水滴的半径； (2) 每个水滴中所含水分子的个数。 解： (1) ln prp ? 2?m ?rrt r 2?m ?rtln 43 prp 2?71.97?10 ?3 ?18.0152?1
17、0 ?3 997?r?298.15?ln4 3 4 n mlm 1.810?10 ?24 ?6.022?10 ?3 23 18.0152?10 61 pr101.325 pr ? 2?m ?rrt 2?1210?10 ?3 ?100.0872?10 ?9 ?3 3900?30?10?r?773.15 0.3220 101.325 1.3800pr139.82 kpa h。 w表示，aa为油水界面，油层的深度为 请导出谁在毛细管中上升的高度h与油水界面张力之间?ow的关系。gh 2? ow ?p(?w?o)g ow ?p(?w?o)g r? r 2? ow rcos? 2?cos?r h cos
18、? r(?w?o)gr 108 在351.45k时，用焦炭吸附nh3气测得如下数据，设v?p关系符合v?kpn方程。试求方程式v?kpn中的k及n的数值。 解：va?k?pn lgva?lg pk?nlglgk1.0955 k12.46；n0.6018 (2) chcl3的分压为时6.6672 kpa，平衡吸附量为若干？ 解：(1) 由朗缪尔吸附等温式 v ? ? v ? vm ? bp1?bp 得： b p(vm?v) ? 82.5 13.375?(93.8?82.5) 0.5459 (2) v? ? bpvm 1?bp 0.5459?6.6672?93.81?0.5459?6.6672 p
19、2v1 ? v ? vm ? bp1?bp 得： v1 ? v2 ? p1(1?bp2)p2(1?bp)1 ?3 1? b p1v2 p2v1 ? p1v2 ? ?3p2v10.01208 5.9524 ?3? 1013.25?2.5?10p1v2 ?101.325?1013.25p1?p2 ?3 101.325?4.2?10 ? 1? 1013.25?2.5?10 ? p b 110.01208 82.78 kpa 1011 在291.15k的恒温条件下，用骨炭从醋酸的水溶液中吸附醋酸，在不同的平衡浓度下，每千克骨炭吸附醋酸的物质的量如下：?将上述数据关系用朗缪尔吸附等温式表示，并求出式中的常数n?及b。 解：由朗缪尔吸附等温式n? nmbc1?bc ? 得： cn ? ? 1nmb ? ? cnm ? 作 cn ? ?c曲线如下 nm ? 10.1997 15.01?0.0096
