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。
习题
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理想气体和V1可逆地变化 (已知 ),按下列途径由T1、P12 至P ,则
A 等容过程的 W= 0 ,Q=
B 等温过程的 W=
, U=
, H=
。
,Q=,U= 0 ,H= 0 。
C 绝热过程的 W=H=
,Q= 0 ,U=,
。
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 fluid) 14. 在压力趋于零的极限条件下,所有的流体将成为简单流体。(错。简单流体系指一类非极性的球形 流,如Ar等,与所处的状态无关。)
二、选择题
1. 指定温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为(C。参考P-V图上的亚临 界等温线。) A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽
2. T温度下的过冷纯液体的压力P(A。参考P-V图上的亚临界等温线。)
A. > B. <
C. =
3. T温度下的过热纯蒸汽的压力P(B。参考P-V图上的亚临界等温线。)
A. > B. < C. =
4. 纯物质的第二virial系数B(A。virial系数表示了分子间的相互作用,仅是
温度的函数。)
A 仅是T的函数 B 是T和P的函数 C 是T和V的函数 D 是任何两强度性质的函数
5. 能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程,必须至少用到(A。要表示出等温线在临界 点的拐点特征,要求关于V的立方型方程) A. 第三virial系数 B. 第二virial系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程
6. 当时,纯气体的的值为(D。因
)
A. 0
为零
B. 很高的T时为0 C. 与第三virial系数有关 D. 在Boyle温度时
三、填空题
1. 纯物质的临界等温线在临界点的斜率和曲率均为零,数学上可以表示为
和
。
2. 表达纯物质的汽平衡的准则有 (吉氏函数)、
(Claperyon方程)、(Maxwell等面积规则)。它们能(能/不能)推广到 其它类型的相平衡。
3. Lydersen、Pitzer、Lee-Kesler和Teja的三参数对应态原理的三个参数、、 和。
4. 对于纯物质,一定温度下的泡点压力与露点压力相同的(相同/不同);一定温度下的泡点与露点,在 P-T图上是重叠的(重叠/分开),而在P-V图上是分开的(重叠/分开),泡点的轨迹称为饱和液相线, 露点的轨迹称为饱和汽相线,饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为汽液共存区。纯物质汽液平 衡时,压力称为蒸汽压,温度称为沸点。
5. 对三元混合物,展开第二virial系数
分别为
,其中,涉及了下标相同的virial
系数有 系数有
,它们表示两个相同分子间的相互作用;下标不同的virial,它们表示两
个不同分子间的相互作用。
=
6. 对于三混合物,展开PR方程常数a的表达式,
, 其中,下标相
,其值应为1;下标不同的相互作用参数有
同的 相互作用参数有
7. 简述对应态原理在对比状态下,物质的对比性质表现出较简单的关系。 8. 偏心因子的定义是,其含义是。
9. 正丁烷的偏心因子=0.193,临界压力P =3.797MPa 则在T =0.7时的蒸汽压为c r
MPa 。
10. 纯物质的第二virial系数B与vdW方程常数a,
b之间的关系为
。
熔化曲线方程是 对于汽化曲线,也已知曲线上的一点是273.15K,610.62Pa;也能计算其斜率是
PaK-1
汽化曲线方程是