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1、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 1.5 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 &
2、#176;C,另一个球则维持 0 °C,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:
3、60; 因此, 1.9 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
4、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。
5、 (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 1.11 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
6、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 。1.13 今有0 °C,40.530 kPa的N2气 体,分别用理想气体
7、状态方程及van der Waals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van der Waals计算,查表得知,对于N2气(附录七) ,用MatLa
8、b fzero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1.16 25 °C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1
9、38.7 kPa,于恒定总压下冷却到10 °C,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 °C及10 °C时水的饱和蒸气压分别为3.17 kPa及1.23 kPa。 解:该过程图示如下 设系统为理想气体混合物,则
10、 1.17 一密闭刚性容器中充满了空气,并有少量的水。但容器于300 K条件下大平衡时,容器内压力为101.325 kPa。若 把该容器移至373.15 K的沸
11、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。300 K时水的饱和蒸气压 为3.567 kPa。 解:将气相看作理想气体,在300 K时空气的分压为 由于体积不变(忽略水的任何体积变化),373.15 K时空气的分压为
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