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。和，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，，，，故体系将在T，2V，0.5P状态下
达到平衡，，，）
2. 封闭体系的体积为一常数。（错）
3. 封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则
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=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T1和T2，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  。
2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2  和 2 。
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
i	i	f	f
(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T1、P1和V1可逆地变化至P ，则
A 等容过程的 W= 0  ，Q=	，U=	，H=  	。
B 等温过程的 W=，Q=，U= 0 	，H= 0 	。
C 绝热过程的 W=，Q= 0  ，U=，H=
。
5. 在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3，所作之功为 0.101325J；若使水的表面增大1cm2，我们所要作的功 是J (水的表张力是72erg cm-2)。
6. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg。
7. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm3=10000bar cm3=1000Pa m3。
8. 普适气体常数R=8.314MPa cm3	-1
1。
四、计算题
K-1
=83.14bar cm3

-1 mol
-1	-1
K   =8.314 J mol
K-1
=1.980cal mol-1 K-
1. 一个绝热刚性容器，总体积为Vt
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、W、	和最终的T
和P。设初压力是（a）两室均为P0；（b）左室为P0，右室是真空。 解：（a）
(b) 
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333.4J g-1	在0
～-5℃之间的热容为4.22J g-1 K-1
解：以1克水为基准，即
由于是等压条件下的绝热过程，即	，或
3. 某一服从P（V-b）=RT状态方程（b是正常数）的气体，在从1000b等温可逆膨胀至2000b，所做的功应 是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？
解：
4. 对于	为常数的理想气体经过一绝热可逆过程，状态变化符合下列方程 ，其中
，试问，对于的理想气体，上述关系式又是如何? 以上a、b、c为常数。 解：理想气体的绝热可逆过程，
5. 一个0.057m3气瓶中贮有的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气 柜中，当气瓶中的压力降至0.5MPa时，计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气
体为理想气体)
(a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程；
(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数）。 解：（a）等温过程
(b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化
K
mol
mol
五、图示题
1. 下图的曲线Ta和Tb是表示封闭体系的1mol理想气体的两条等温线，56和23是两等压线，而64和31是两 等容线，证明对于两个循环1231和4564中的W是相同的，而且Q也是相同的。
解：1-2-3-1循环，
4-5-6-4循环，	 所以
和
第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程
一、是否题
1. 纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。（错。如可以直接变成固体。）
2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。）
3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临界流 体。）
4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所 以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z 1。（错。如温度大于Boyle温度时，Z＞1。）
5. 理想气体的虽然与P无关，但与V有关。（对。因
。）
6. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。
（对。则纯物质的P－V相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。）
7. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自由度是 零，体系的状态已经确定。）
8. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。（错。它们相差一个汽化热力学能， 当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分）
9. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。（对。这是纯物质的汽液平衡准 则。）
10. 若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。（错。）
11. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。（错。只有吉氏函 数的变化是零。）
12. 气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数。（对。）
13. 三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体。（错。三对数对应态原理不能适用于 任何流体，一般能用于正常流体normal fl
《化工热力学》(第二、三版_陈新志)课后习题答案.doc