【重磅】天大物理化学简明教程习题答案
无机化学简明教程(天津大学)课后习题参考答案
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2．解：氯气质量为2.9×103g 3．解：一瓶氧气可用天数33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6⨯104 Pa p (O 2) = 2.0⨯104 Pa p (Ar) =1⨯103 Pa６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa 0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol（2）ξ = 2.5 mol结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：∆U = Q p - p ∆V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3⨯10-3m 3= 38.3L（2） T 2 =nRpV 2= 320 K （3）-W = - (-p ∆V ) = -502 J （4） ∆U = Q + W = -758 J （5） ∆H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= - 226.2 kJ ·mol -1 12.解：m r H ∆= Q p = -89.5 kJ m r U ∆= m r H ∆- ∆nRT= -96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = -393.509 kJ ·mol -121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ∆ = 86.229 kJ ·mol -1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ = -8.3 kJ ·mol -1各反应 m r H ∆之和m r H ∆= -315.6 kJ·mol -1。
《物理化学》课后习题答案(天津大学第四版)
青 海 民 族 学 院 （ 化 学 系
）
物 理 化 学
（第四版）
习题及答案
天津大学物理化学教研组 编 王正烈 周亚平 李松林 刘俊吉 修订
高等教育出版社
第二章 热力学第一定律
2.5 始态为25°C，200kPa的5mol某理想气体，经途径a，b两不同 途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47°C，100 kPa，步骤的功Wa=-5.57KJ,再恒容加热到压力200 kPa的末态，步 骤的热Qa=25.42KJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb及Qb。 解：先确定系统的始、末态
同上题，先求功
同样，由于汽缸绝热，根据热力学第一定律
2.23 5 mol双原子气体从始态300 K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压 力为50 kPa，在绝热可逆压缩到末态压力200 kPa。求末态温度T及整 个过程的及 。 解：过程图示如下
要确定
，只需对第二步应用绝热状态方程 对双原子气体
因此 由于理想气体的U和H只是温度的函数，
g的
系统冰和水的质量分别为
2.30 蒸汽锅炉中连续不断地注入 20 °C的水，将其加热并蒸发成 180 °C，饱和蒸汽压为 1.003 MPa 的水蒸气。求生产 1 kg 水蒸气所需要 的热量。 已知：水 在 100 °C的摩尔蒸发焓 ， 水的平均摩尔定压热容 ，水蒸气 的摩 尔定压热容与温度的函数关系见附录。 解：将过程看作是恒压过程（ ），系统的初态和末态分 别为 和 。插入平衡相变点 ，并将蒸汽看作理想气体，则过程的焓变为 注：压力对凝聚相焓变的影响可忽略，而理想气体的焓变与压力无关 查表知 因此，
利用附录中各物质的数据求上述反应在25利用附录中各物质的数据计算上述反应在2525c若始态chg的分压均为150kpa末态cog和hg的分压均为50kpa求反应的3设立以下途径341已知化学反应中各物质的摩尔定压热容与温度间的函数关系为这反应的标准摩尔反应熵与温度的关系为试用热力学基本方程推导出该反应的标准摩尔反应吉布斯函数与温度t的函数关系式
物理化学(天大第五版全册)课后习题答案
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若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为终态（f）时1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。
（1）得：而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为（2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。
（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积抽去隔板后所以有，可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。
（3）所以有*1-17 试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。
解：先将范德华方程整理成将上式两边同乘以V得求导数当p→0时，于是有当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有 TB= a/（bR）第二章热力学第一定律2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W。
物理化学（天大第五版全册）课后习题答案
物理化学（天⼤第五版全册）课后习题答案第⼀章⽓体pVT 性质1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V-=??? =κα试导出理想⽓体的V α、T κ与压⼒、温度的关系解：对于理想⽓体，pV=nRT111 )/(11-=?=?==??? =T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间⽤细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空⽓。
若将其中⼀个球加热到100℃，另⼀个球则维持0℃，忽略连接管中⽓体体积，试求该容器内空⽓的压⼒。
解：⽅法⼀：在题⽬所给出的条件下，⽓体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度⽽变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态（f ）时+=?+=+=ff ff f ff f f fT T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff f f f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+=???+=? ??+=（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本⾝的体积可忽略不计，试求两种⽓体混合后的压⼒。
（2）隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积是否相同（3）隔板抽去后，混合⽓体中H 2及N 2的分压⼒之⽐以及它们的分体积各为若⼲解：（1）抽隔板前两侧压⼒均为p ，温度均为T 。
p dmRT n p dmRT n p N N H H ====33132222 （1）得：223N Hn n =⽽抽去隔板后，体积为4dm 3，温度为，所以压⼒为3331444)3(2222dm RT n dm RT n dm RT n n V nRT p N N N N ==+== （2）⽐较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种⽓体混合后的压⼒仍为p 。
(精选)无机化学简明教程(天津大学)课后习题参考答案
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2．解：氯气质量为2.9×103g 3．解：一瓶氧气可用天数33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯４．解：pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ ５．解：根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6104 Pap (O 2) = 2.0104 Pa p (Ar) =1103 Pa６．解：（1）2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯（2）222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ （3）4224(O )(CO ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯ 7.解：（1）p (H 2) =95.43 kPa （2）m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解：（1） = 5.0 mol（2） = 2.5 mol结论: 反应进度()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：∆U = Q p p ∆V = 0.771 kJ 10.解： （1）V 1 = 38.3⨯10-3m 3= 38.3L（2） T 2 = nRpV 2= 320 K （3）W =(p V ) = 502 J（4） U = Q + W = -758 J （5） H = Q p = -1260 J11.解：NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= 226.2 kJ ·mol 1 12.解：m r H ∆= Q p = 89.5 kJ m r U ∆= mr H ∆ nRT =96.9 kJ13.解：（1）C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = 393.509 kJ ·mol 121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ∆ = 86.229 kJ ·mol 1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ =8.3 kJ ·mol 1各反应m r H ∆之和m r H ∆= 315.6 kJ·mol 1。
《大学物理简明教程》课后习题答案(全)
《大学物理简明教程》习题解答习题一1-1 ｜r ∆｜与r ∆有无不同?td d r 和td d r 有无不同? td d v 和td d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明．解：（1）r ∆是位移的模，∆r 是位矢的模的增量，即r ∆12r r -=，12r r r-=∆；（2）td d r 是速度的模，即t d d r ==v ts d d .tr d d 只是速度在径向上的分量.∵有r r ˆr =（式中r ˆ叫做单位矢），则t ˆrˆt r t d d d d d d r r r += 式中trd d 就是速度径向上的分量，∴t r t d d d d 与r 不同如题1-1图所示.题1-1图(3)td d v 表示加速度的模，即t v a d d=，t vd d 是加速度a 在切向上的分量.∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以tv t v t v d d d d d d ττ+=式中dt dv就是加速度的切向分量.(t t r d ˆd d ˆd τ 与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论)1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r ＝22y x +，然后根据v =trd d ，及a ＝22d d t r而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即v =22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =222222d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有j y i x r +=， jt y i t x t r a jt y i t x t r v222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴故它们的模即为222222222222d d d d d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=t y t x a a a t y t x v v v y x yx而前一种方法的错误可能有两点，其一是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作22d d d d tr a tr v ==其二，可能是将22d d d d t r t r 与误作速度与加速度的模。
《物理化学》课后习题答案(天津大学第四版)
因此，由标准摩尔生成焓
由标准摩尔燃烧焓
2.37 已知25 °C甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔燃烧焓 为 ，甲酸（HCOOH, l）、甲醇（CH3OH, l）、水 （H2O, l）及二氧化碳（CO2, g）的标准摩尔生成焓 分别 为 、 、 及 应用这些数据求25 °C时下列反应的标准摩尔反应焓。 解：显然要求出甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔生成焓
2.14 容积为27 m3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与 100 kPa的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器 件使器内的空气由0 °C加热至20 °C，问需供给容器内的空气多少 热量。已知空气的 假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。 解：在该问题中，容器内的空气的压力恒定，但物质量随温度 而改变
-46.11
NO2(g) 33.18
90.25
HNO3(l) -174.10
-241.818
Fe2O3(s) -824.2
-285.830 CO(g) -110.525
(1) (2) (3)
2.35 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 °C时反应 的标准摩尔反应焓，要求： (1) 应用25 °C的标准摩尔生成焓数据； (2) 应用25 °C的标准摩尔燃烧焓数据。 解：查表知
可由
表出（Kirchhoff公式）
设甲烷的物质量为1 mol，则 最后得到
，
，
，
第三章 热力学第二定律
3.1 卡诺热机在 的高温热源和 的低温热源间工作。 求（1） 热机效率 ； （2） 当向环境作功 时，系统从高温热源吸收的热 及 向低温热源放出的热 。
物理化学天大第五版全册课后习题答案
(3) y H3n N2n N23n N2y N所以有P H :P N 231汀:4p3:1第一章气1- 1物质的体膨胀系数 V 与等温压缩系数T 的定义如下:解：对于理想气体，pV=nRT1- 5两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100C ，另一个球则维持0C,忽略连接管中气体体积，试求该容器 内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而 变化，则始态为n n 口 n 2J 2 p i V /（RT i ）1-8如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理 想气体。
3n N 2)£蚀孚啤⑵4dm 3 4dm 3 1dm 3（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为 p 。
RT/ p ，N 2 的摩尔体积 V m ,N 2RT / p抽去隔板后 所以有 V m,H 2RT/ P ，V m,N 2RT / p试导出理想气体的T与压力、温度的关系?终态（f ）时nPfV V p fV T2,f%f n 2,fRRT 1, f T 2, fT vT 1, f T 2, f（1） 保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体 混合后的压力。
（2） 隔板抽去前后，H 及N 的摩尔体积是否相同？（3） 隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解： P H（1）抽隔板前两侧压力均为p ，温度均为T o“H ZRT厂 PN3dm叽RTp （ 1） 1dm 3得: 叶23n N 2而抽去隔板后, 体积为4dm,温度为，所以压力为p 乎 5N2 比较式（1）、（2）抽隔板前，“的摩尔体积为v m ,H 2可见，隔板抽去前后, “及N 的摩尔体积相同。
*1-17试由波义尔温度T B 的定义式，试证范德华气体的 T B 可表示为T B =a/( bR式中a 、b 为范德华常数。
《大学物理简明教程》课后习题答案(全)
《大学物理简明教程》习题解答习题一1-1 ｜r ∆｜与r ∆有无不同?td d r 和td d r 有无不同? td d v 和td d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明．解：（1）r ∆是位移的模，∆r 是位矢的模的增量，即r ∆12r r -=，12r r r-=∆；（2）td d r 是速度的模，即t d d r ==v ts d d .tr d d 只是速度在径向上的分量.∵有r r ˆr =（式中r ˆ叫做单位矢），则t ˆr ˆt r t d d d d d d r rr += 式中trd d 就是速度径向上的分量，∴t r t d d d d 与r 不同如题1-1图所示.题1-1图(3)td d v 表示加速度的模，即tv a d d=，t vd d 是加速度a 在切向上的分量.∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以tv t v t v d d d d d d ττ+=式中dt dv就是加速度的切向分量.(t t r d ˆd d ˆd τ 与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论)1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r ＝22y x +，然后根据v =trd d ，及a ＝22d d t r而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即v =22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =222222d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有j y i x r +=， jt y i t x t r a jt y i t x t r v222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴故它们的模即为222222222222d d d d d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=t y t x a a a t y t x v v v y x yx而前一种方法的错误可能有两点，其一是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作22d d d d t r a tr v ==其二，可能是将22d d d d t r t r 与误作速度与加速度的模。
物理化学简明教程第四版课后习题答案
物理化学简明教程第四版课后习题答案物理化学简明教程第四版课后习题答案物理化学是一门研究物质的性质、结构和变化规律的学科。
它是化学和物理学的交叉领域，涉及到了许多基本概念和理论。
为了帮助学生更好地理解和掌握物理化学的知识，教材通常会提供一些课后习题。
下面是物理化学简明教程第四版课后习题的答案。
1. 习题一：化学平衡答案：化学平衡是指化学反应在一定条件下达到动态平衡的状态。
在平衡状态下，反应物和生成物的浓度保持不变，但是反应仍在进行。
平衡常数K是描述平衡状态的一个重要参数，它的大小决定了反应的方向和强度。
平衡常数的计算方法是根据反应物和生成物的浓度之比来确定。
2. 习题二：热力学答案：热力学是研究能量转化和能量传递的学科。
热力学第一定律是能量守恒定律，它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
热力学第二定律是热力学不可逆性原理，它表明自然界中存在着一种趋势，即熵增加的趋势。
熵是描述系统无序程度的物理量，熵增加意味着系统的无序程度增加。
3. 习题三：电化学答案：电化学是研究电与化学反应之间相互作用的学科。
电化学反应可以分为两类：电解反应和电池反应。
电解反应是指在外加电势的作用下，将化学物质分解成离子的反应。
电池反应是指利用化学反应产生电能的反应。
电化学反应的关键是电子的转移，它通过氧化还原反应来实现。
4. 习题四：量子力学答案：量子力学是研究微观世界的物理学理论。
它描述了微观粒子的运动和相互作用。
量子力学的基本假设是波粒二象性，即微观粒子既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。
量子力学的基本方程是薛定谔方程，它描述了微观粒子的波函数演化规律。
波函数可以用来计算微观粒子的位置、动量和能量等物理量。
5. 习题五：分子动力学答案：分子动力学是研究分子运动的理论和方法。
它基于牛顿力学和统计力学的原理，通过求解分子运动方程来描述分子的运动轨迹。
分子动力学可以用来研究分子的结构、动力学性质和相互作用。
物理化学简明教程考试试题及答案
2。指明电泳方向；
3.比较MgSO4，Na2SO4，AlCl3电解质对此溶胶的聚沉能力并简述原因
解：KI过量，稳定剂为KI
正极
AlCl3〉MgSO4〉Na2SO4
胶团显负电,故由哈迪—叔采规则,反离子价数越高，聚沉能力越强。
4. 40℃时，某反应 为一级反应,设反应初始速率 ＝1。00×10—3mol·dm—3·min—1，20分钟后，反应速率变为 ＝0。25×10-3mol·dm—3·min—1，试求40℃时：
5.已知FeO （s) + C (s) = CO (g） + Fe (s）,反应的 且都不随温度而变化，欲使反应正向进行,则一定 ( A )
A.高温有利B。低温有利C。与温度无关D。与压力有关
6。1mol理想气体完成从V1,p1到V2,p2的过程后，其熵变应如何计算 ( A ）
A, B.
C. D。无公式计算
A。标准还原电极电势最大者
B.标准还原电极电势最小者
C。极化后实际上的不可逆还原电势最大者
D.极化后实际上的不可逆还原电势最小者
11。下列哪种反应类型不是复合反应？（D）
A。对行反应B.平行反应C.连串反应D.基元反应
12。二级反应的速率常数的单位可以是： D
A。 B. C. D。
13。关于反应级数，下列说法中正确的是： D
4。固体表面对气体的吸附,依照固体表面分子与气体分子间作用力的不同,可以分为物理吸附和化学吸附。物理吸附的作用力是范德华力；化学吸附的作用力则是化学键力。
5。由光化学第二定律可知：在光化学的初级过程中，系统每吸收1摩尔光子,则活化1摩尔分子.
6.链反应一般由链的引发、链的传递和链的终止三个步骤构成。
物理化学简明教程 习题集
练习题第一章气体的PVT性质选择题1. 理想气体模型的基本特征是(A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中(B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等(C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量(D) 分子间无作用力, 分子本身无体积答案：D2. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是(A) 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别(B) 每种气体物质都有一组特定的临界参数C）在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力(D) 临界温度越低的物质, 其气体越易液化答案：D3. 对于实际气体, 下面的陈述中正确的是(A) 不是任何实际气体都能在一定条件下液化(B) 处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子(C) 对于实际气体, 范德华方程应用最广, 并不是因为它比其它状态方程更精确(D) 临界温度越高的实际气体越不易液化答案：C4. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。
该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是(A) 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律(B) 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律(C) 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律(D) 分压定律、分体积定律和波义尔定律答案：C问答题1. 什么在真实气体的恒温PV－P曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P的增加而降低，然后随P的增加而上升，即图中T1线，当温度足够高时，PV值总随P的增加而增加，即图中T2线？答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。
恒温时pV=RT，所以pV-p线为一直线。
真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在不同条件下的影响大小不同时，其pV-p曲线就会出现极小值。
真实气体分子间存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使得pV＜RT。
大学物理简明教程》课后习题答案（全）
⼤学物理简明教程》课后习题答案（全）《⼤学物理简明教程》习题解答习题⼀1-1 ｜r ?｜与r ?有⽆不同td d r 和td d r 有⽆不同td d v 和td d v 有⽆不同其不同在哪⾥试举例说明．解：（1）r ?是位移的模，?r 是位⽮的模的增量，即r ?12r r -=，12r r r ?-=?；（2）td d r 是速度的模，即t d d r ==v ts d d .tr d d 只是速度在径向上的分量.∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位⽮），则t ?r ?t r t d d d d d d r rr += 式中trd d 就是速度径向上的分量，∴t r t d d d d 与r 不同如题1-1图所⽰.题1-1图(3)td d v 表⽰加速度的模，即t v a d d ??=，t v d d 是加速度a 在切向上的分量.∵有ττ??(v =v 表轨道节线⽅向单位⽮），所以t v t v t v d d d d d d ττ?+=式中dt dv就是加速度的切向分量.(t t r d ?d d ?d τ??Θ与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论)1-2 设质点的运动⽅程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有⼈先求出r ＝22y x +，然后根据v =trd d ，及a ＝2即v =22d d d d ??+? t y t x 及a =222222d d d d+ t y t x 你认为两种⽅法哪⼀种正确为什么两者差别何在解：后⼀种⽅法正确.因为速度与加速度都是⽮量，在平⾯直⾓坐标系中，有j y i x r +=，jt y i t x t r a jt y i t x t r v222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴故它们的模即为222222222222d d d d d d d d ?+ =+=+? =+=t y t x a a a t y t x v v v y x yx⽽前⼀种⽅法的错误可能有两点，其⼀是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作22d d d d t r a tr v ==其⼆，可能是将22d d d d t r t r 与误作速度与加速度的模。
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第一章气体的pVT性质1.1物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。
解：根据理想气体方程1.20℃，101.325kPa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度。
解：将甲烷(M w=16.042g/mol)看成理想气体：PV=nRT,PV=mRT/M w甲烷在标准状况下的密度为=m/V=PM w/RT=101.32516.042/8.3145273.15(kg/m3)=0.716kg/m31.3一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g充以4℃水之后，总质量为125.0000g。
若改充以25℃，13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。
试估算该气体的摩尔质量。
水的密度1g·cm3计算。
解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1g.cm-3=100cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT,PV=mRT/M wM w=mRT/PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6)M w=30.31(g/mol)1.4两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
标准状态：因此，1.50℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。
试作p p-ρ图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。
1.6今有20℃的乙烷－丁烷混合气体，充入一抽成真空的200cm3容器中，直至压力达101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3897g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解：将乙烷(M w=30g/mol,R1),丁烷(M w=58g/mol,R2)看成是理想气体:PV=nRTn=PV/RT=8.314710-3mol(R130+(1-R1)58)8.314710-3=0.3897R1=0.401P1=40.63kPaR2=0.599P2=60.69kPa1.7如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。
（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？（3）根据分体积的定义对于分压1.81.9室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。
重复三次。
求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。
设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。
重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。
1.1025℃时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7kPa，于恒定总压下冷却到10℃，使部分水蒸气凝结为水。
试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。
已知25℃及10℃时水的饱和蒸气压分别为3.17kPa及1.23kPa。
解：该过程图示如下设系统为理想气体混合物，则1.11有某温度下的2dm3湿空气，其压力为101.325kPa，相对湿度为60%。
设空气中O2与N2的体积分数分别为0.21与0.79，求水蒸气、O2与N2的分体积。
已知该温度下水的饱和蒸汽压为20.55kPa （相对湿度即该温度下水蒸气的分压与水的饱和蒸汽压之比）。
1.12一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水。
但容器于300K条件下大平衡时，容器内压力为101.325kPa。
若把该容器移至373.15K的沸水中，试求容器中到达新的平衡时应有的压力。
设容器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。
300K时水的饱和蒸气压为3.567kPa。
解：将气相看作理想气体，在300K时空气的分压为由于体积不变（忽略水的任何体积变化），373.15K时空气的分压为由于容器中始终有水存在，在373.15K时，水的饱和蒸气压为101.325kPa，系统中水蒸气的分压为101.325kPa，所以系统的总压1.13CO2气体在40℃时的摩尔体积为0.381dm3·mol-1。
设CO2为范德华气体，试求其压力，并比较与实验值5066.3kPa的相对误差。
1.14今有0℃，40.530kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及vanderWaals方程计算其摩尔体积。
实验值为。
解：用理想气体状态方程计算用vanderWaals计算，查表得知，对于N2气（附录七），用MatLabfzero函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法，，取初值，迭代十次结果1.15试由波义尔温度T B的定义式，证明范德华气体的T B可表示为T B=a/(bR)式中a,b为范德华常数。
1.16把25℃的氧气充入40dm3的氧气钢瓶中，压力达202.7×102kPa。
试用普遍化压缩因子图求钢瓶中氧气的质量。
解：氧气的T C=-118.57℃,P C=5.043MPa氧气的T r=298.15/(273.15-118.57)=1.93,P r=20.27/5.043=4.02Z=0.95PV=ZnRTn=PV/ZRT=202.7×105×40×10-3/(8.314×298.15)/0.95=344.3(mol)氧气的质量m=344.3×32/1000=11(kg)第二章热力学第一定律2.11mol水蒸气(H2O,g)在100℃,101.325kPa下全部凝结成液态水。
求过程的功。
假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。
解:n=1mol恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体,W=－p ambΔV=－p(V l-V g)≈pVg=nRT=3.102kJ2.2始态为25℃，200kPa的5mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到-28.47℃，100kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2.3某理想气体C v,m=1.5R。
今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃。
求过程的W，Q，ΔH和ΔU。
解:理想气体恒容升温过程n=5molC V,m=3/2RQ V=ΔU=nC V,mΔT=5×1.5R×50=3.118kJW=0ΔH=ΔU+nRΔT=nC p,mΔT=n(C V,m+R)ΔT=5×2.5R×50=5.196kJ2.42mol某理想气体，C p,m=7/2R。
由始态100kPa,50dm3，先恒容加热使压力升高至200kPa，再恒压冷却使体积缩小至25dm3。
求整个过程的W，Q，ΔH和ΔU。
解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律2.51mol某理想气体于27℃、101.325kPa的始态下，现受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至97.0℃、250.00kPa。
求过程的W、Q、△U、△H。
已知气体的C V,m=20.92J·K·mol-1。
2.62.7容积为0.1m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0℃，4mol的Ar(g)及150℃，2mol 的Cu(s)。
现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。
已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。
解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则2.8单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以2.9在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2mol，0℃的单原子理想气体A及5mol，100℃的双原子理想气体B，两气体的压力均为100kPa。
活塞外的压力维持在100kPa不变。
今将容器内的隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。
求末态的温度T及过程的。
解：过程图示如下假定将绝热隔板换为导热隔板，达热平衡后，再移去隔板使其混合，则由于外压恒定，求功是方便的由于汽缸为绝热，因此2.10已知水（H2O,l）在100℃的饱和蒸气压，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。
求在在100℃，101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的。
设水蒸气适用理想气体状态方程式。
解：该过程为可逆相变2.11已知水(H2O,l)在100℃的饱和蒸气压p s=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。
试分别求算下列两过程的W，Q，ΔU和ΔH。
（水蒸气可按理想气体处理）（1）在100℃,101.325kPa条件下，1kg水蒸发为水蒸气（2）在恒定100℃的真空容器中，1kg水全部蒸发为水蒸气，并且水蒸气压力恰好为101.325kPa。
解:（1）题给过程的始末态和过程特性如下：n=m/M=1kg/18.015g·mol-1=55.509mol题给相变焓数据的温度与上述相变过程温度一致，直接应用公式计算n（Δvap H m）=2257kJW=－p ambΔV=－p(V g-V l)≈-pVg=-n g RT=-172.2kJΔU=Q p+W=2084.79kJ（2）真空容器中W=0kJ2.12已知100kPa下冰的熔点为0℃，此时冰的比熔化焓热J·g-1.水和冰的平均定压热容分别为及。
今在绝热容器内向1kg50℃的水中投入0.8kg温度-20℃的冰。
求：（1）末态的温度。
（2）末态水和冰的质量。
解：1kg50℃的水降温致0℃时放热0.8kg-20℃的冰升温致0℃时所吸热完全融化则需热因此，只有部分冰熔化。