热学第三版答案
第一章温度1-1在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？
解：（1）
??????? 当时，即可由，解得
??????? 故在时?
（2）又
???? 当时则即
???? 解得：
???? 故在时，
?（3）
????? 若则有
????? 显而易见此方程无解，因此不存在的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。????? （1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？
????? （2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？
?解：对于定容气体温度计可知：
??????? (1)
??????? (2)
1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
解：根据
已知? 冰点
。
1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.
解：根据
从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为亦即沸点为.
????????? 题1-4图
1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为。
解：依题给条件可得
则
故
1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。
设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
解：
由题给条件可知
由（2）-（1）得
将（3）代入（1）式得
1-7水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
（1）?????? 在室温时，水银柱的长度为多少？
（2）?????? 温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，试求溶液的温度。解：设水银柱长与温度成线性关系：
? 当时，
代入上式?
当，
（1）
（2）
1-8设一定容气体温度计是按摄氏温标刻度的，它在冰点和汽化点时，其中气体的压强分别为和。
（1）当气体的压强为时，待测温度是多少？
（2）当温度计在沸腾的硫中时（硫的沸点为），气体的压强是多少？
解：解法一设P与t为线性关系：
由题给条件可知：当时有
当时得：
由此而得（1）
（2）时
解法二若设t与P为线性关系
利用第六题公式可得：
由此可得：（1）时
???????? （2）时
1-9当热电偶的一个触点保持在冰点，另一个触点保持任一摄氏温度t时，其热电动势由下式确定：
???? 式中
????? 题1-9题（1）???????????????????????? 题1-9图（2）
题1-9图（3）
（1）?????? 试计算当和时热电动势的值，并在此范围内作图。
（2）?????? 设用为测温属性，用下列线性方程来定义温标：
并规定冰点为，汽化点为，试求出a和b的值，并画出图。
（3）?????? 求出与和对应的值，并画出图（4）?????? 试比较温标t和温标。
解：令? ????
（1）
（2）在冰点时，汽化点，而，已知
解得：
（3）
当时??
当时??
当时??
当时??
（4）温标t和温标只有在汽化点和沸点具有相同的值，随线性变化，而t不随线性
变化，所以用作测温属性的温标比t温标优越，计算方便，但日常所用的温标是摄氏温标，t与虽非线性变化，却能直接反应熟知的温标，因此各有所长。
1-10 用L表示液体温度计中液柱的长度。定义温标与L之间的关系为。式中的a、b为常数，规定冰点为，汽化点为。设在冰点时液柱的长度为，在汽化点时液柱的长度，试求到之间液柱长度差以及到之间液柱的长度差。
解：由题给条件可得：
???????????? (1)
???????????? (2)
解联立方程（1）（2）得：
?? 则
1-11定义温标与测温属性X之间的关系为，其中K为常数。
（1）设X为定容稀薄气体的压强，并假定在水的三相点为，试确定温标与热力学温标之间的关系。
（2）在温标中，冰点和汽化点各为多少度？
（3）在温标中，是否存在0度？
解：（1）根据理想气体温标
，而X=P
????? (1)
由题给条件，在三相点时? 代入式
代入（1）式得：
? (2)
（2）冰点代入（2）式得
汽化点? 代入（2）式得
（3）若，则
从数学上看，不小于0，说明有0度存在，但实际上，在此温度下，稀薄汽体可能已液化，0度不能实测。
1-12一立方容器，每边长20cm其中贮有，的气体，当把气体加热到时，容器每个壁所受到的压力为多大？
解：对一定质量的理想气体其状态方程为
?因，
而
故
1-13一定质量的气体在压强保持不变的情况下，温度由升到时，其体积将改变百分之几？
解：根据方程
则体积改变的百分比为
1-14一氧气瓶的容积是，其中氧气的压强是，规定瓶内氧气压强降到时
就得充气，以免混入其他气体而需洗瓶，今有一玻璃室，每天需用氧气，问一瓶氧气能用几天。
解：先作两点假设，（1）氧气可视为理想气体，（2）在使用氧气过程中温度不变。则：由?? 可有
每天用掉的氧气质量为
瓶中剩余氧气的质量为
天
1-15水银气压计中混进了一个空气泡，因此它的读数比实际的气压小，当精确的气压计的读数
为时，它的读数只有。此时管内水银面到管顶的距离为。问当
此气压计的读数为时，实际气压应是多少。设空气的温度保持不变。
题1-15图
解：设管子横截面为S，在气压计读数为和时，管内空气压强分别为和，根据静力平衡条件可知
，由于T、M不变
根据方程
有，而
1-16截面为的粗细均匀的U形管，其中贮有水银，高度如图1-16所示。今将左侧的上端封闭年，将其右侧与真空泵相接，问左侧的水银将下降多少？设空气的温度保持不变，压强
题1-16图
解：根据静力平均条件，右端与大气相接时，左端的空气压强为大气压；当右端与真空泵相接时，左端空气压强为（两管水银柱高度差）
设左端水银柱下降
?? 常数
?? 即
整理得：
（舍去）
1-17图1-17所示为一粗细均匀的J形管，其左端是封闭的，右侧和大气相通，已知大气压强为
，今从J形管右侧灌入水银，问当右侧灌满水银时，左侧水银柱有多高，设温度保持不变，空气可看作理想气体。
题1-17图
解：设从J形管右侧灌满水银时，左侧水银柱高为h。假设管子的直径与相比很小，可忽略不计，因温度不变，则对封闭在左侧的气体有：
而
（S为管的截面积）
解得：
（舍去）???
1-18如图1-18所示，两个截面相同的连通管，一为开管，一为闭管，原来开管内水银下降了，
问闭管内水银面下降了多少？设原来闭管内水银面上空气柱的高度R和大气压强为，是已知的。
???????? ? 题1-18图??
解：设截面积为S，原闭管内气柱长为R大气压为P闭管内水银面下降后，其内部压强为。对闭管内一定质量的气体有：
????? 以水银柱高度为压强单位：
取正值，即得
1-19 一端封闭的玻璃管长，贮有空气，气体上面有一段长为的水银柱，将气柱封住，水银面与管口对齐，今将玻璃管的开口端用玻璃片盖住，轻轻倒转后再除去玻璃片，因而使一部分水银漏出。当大气压为时，六在管内的水银柱有多长？
解：?????????? ???? ????题1-19图
设在正立情况下管内气体的压强为，以水银柱高度表示压强，
倒立时，管内气体的压强变为，水银柱高度为? ????
由于在倒立过程温度不变，??????????????????? ?????
解之并取的值得
1-20求氧气在压强为，温度为时的密度。
解：已知氧的密度
1-21容积为的瓶内贮有氢气，因开关损坏而漏气，在温度为时，气压计的读数为。过了些时候，温度上升为，气压计的读数未变，问漏去了多少质量的氢。
解：当时，容器内氢气的质量为：
当时，容器内氢气的质量为：
故漏去氢气的质量为
1-22 一打气筒，每打一次可将原来压强为，温度为，体积
的空气压缩到容器内。设容器的容积为，问需要打几次气，才能使容器内的空气温度为，压强为。
解：打气后压强为：，题上未说原来容器中的气体情况，可设原来容器中没有空气，设所需打气次数为，则
得：次
1-23一气缸内贮有理想气体，气体的压强、摩尔体积和温度分别为、和，现将气缸加热，使气体的压强和体积同时增大。设在这过程中，气体的压强和摩尔体积满足下列关系式：其中为常数
（1）求常数，将结果用，和普适气体常数表示。
（2）设，当摩尔体积增大到时，气体的温度是多高？
解：根据理想气体状态方程和过程方程有
（1）
（2）
而
，则
1-24图1-24为测量低气压的麦克劳压力计的示意图，使压力计与待测容器相连，把贮有水银的瓶R缓缓上提，水银进入容器B，将B中的气体与待测容器中的气体隔开。继续上提瓶R，水银就进入两根相同的毛细管和内，当中水银面的高度差，设容器的容积为，毛细管直径，求待测容器中的气压。
??? 题1-24图
解：设管体积，当水银瓶R上提时，水银上升到虚线处，此时B内气体压强与待测容器的气体压强相等。以B内气体为研究对象，当R继续上提后，内气体压强增大到，由于温度可视为不变，则根据玻-马定律，有
?? 由于
1-25用图1-25所示的容积计测量某种轻矿物的操作步骤和实验数据如下：
（1）打开活拴K，使管AB和罩C与大气相通。上度移动D，使水银面在n处。
（2）关闭K，往上举D，使水银面达到m处。这时测得B、D两管内水银面的高度差。（3）打开K，把400g的矿物投入C中使水银面重密与对齐，关闭K。
（4）往上举D，使水银面重新到达m处，这时测得B、D两管内水银面的高度差
已知罩C和AB管的容积共为，求矿物的密度。
题1-25图
解：设容器B的容积为，矿物的体积为，为大气压强，当打开K时，罩内压强为，步骤（2）中罩内压强为,步骤（4）中，罩内压强为，假设操作过程中温度可视不变，则根据玻-马定律知
未放矿石时：
放入后：
解联立方程得
1-26一抽气机转速转/分，抽气机每分钟能够抽出气体，设容器的容积，问经过多少时间后才能使容器的压强由降到。
解：设抽气机每转一转时能抽出的气体体积为，则
当抽气机转过一转后，容器内的压强由降到，忽略抽气过程中压强的变化而近似认为抽出压强为的气体，因而有，
当抽气机转过两转后，压强为
当抽气机转过n转后，压强
设当压强降到时，所需时间为分，转数
1-27按重量计，空气是由的氮，的氧，约的氩组成的（其余成分很少，可以忽略），计算空气的平均分子量及在标准状态下的密度。
解：设总质量为M的空气中，氧、氮、氩的质量分别为。氧、氮、氩的分子量分别为。
空气的摩尔数
则空气的平均摩尔质量为
即空气的平均分子量为。空气在标准状态下的密度
1-28把的氮气压入一容积为的容器，容器中原来已充满同温同压的氧气。试求混合气体的压强和各种气体的分压强，假定容器中的温度保持不变。
解：根据道尔顿分压定律可知又由状态方程且温度、质量M不变。
1-29用排气取气法收集某种气体（见图1-29），气体在温度为时的饱和蒸汽压为，试求此气体在干燥时的体积。
? 题1-29图
解：容器内气体由某气体两部分组成，令某气体的压强为
则其总压强
干燥时，即气体内不含水汽，若某气体的压强也为其体积V，则根据PV=恒量（T、M一定）有
1-30 通常称范德瓦耳斯方程中一项为内压强，已知范德瓦耳斯方程中常数a，对二氧化碳和
氢分别为和，试计算这两种气体在，和时的内压强，
解：根据内压强公式，设内压强为的内压强。
当时，
当时
当时
1-31一摩尔氧气，压强为，体积为，其温度是多少？
解：由于体积较小，而压强较大，所以利用状态方程则必然出现较大的误差，因此我们用范氏方程求解
式中
1-32试计算压强为，密度为的氧气的温度，已知氧气的范德瓦耳斯常数为
，。
解：设氧气的质量为，所占的体积为，则有
根据范氏方程
则有
代入数据得：
1-33用范德瓦耳斯方程计算密闭于容器内质量的二氧化碳的压强。已知容器的容积，气体的温度。试计算结果与用理想气体状态方程计算结果相比较。已知二氧化碳的范德瓦斯常数为，。
解：（1）应用范氏方程计算：
得出：
代入数据计算得：
（2）应用理想气体状态方程：
小结：应用两种方程所得的P值是不同的，用范氏方程所得结果小于理想气体方程所得的P值。其原因是由于理想气体状态方程忽略分子间作用力和气体分子本身所占的体积，所以使得计算的压强大于真实气体的压强。
第二章 气体分子运动论的基本概念 2-1
目前可获得的极限真空度为10-13
mmHg 的数量级，问在此真空度下每立方厘米内有多少空气分子，设空气的温度为27℃。 解： 由P=n K T 可知
n =P/KT=)
27327(1038.11033.1101023
213+?????-- =×109(m –3) 注：1mmHg=×102
N/m 2
2-2
钠黄光的波长为5893埃，即×10-7
m ，设想一立方体长×10-7
m ， 试问在标准状态下，其中有多少个空气分子。 解：∵P=nKT ∴PV=NKT 其中T=273K P=×105
N/m 2
∴N=6233
75105.5273
1038.1)10893.5(10013.1?=?????=--KT PV 个 2-3 一容积为11.2L 的真空系统已被抽到×10-5
mmHg 的真空。为了提高其真空度，将它放
在300℃的烘箱内烘烤，使器壁释放出吸附的气体。若烘烤后压强增为×10-2
mmHg ，问器壁原来吸附了多少个气体分子。
解：设烘烤前容器内分子数为N 。，烘烤后的分子数为N 。根据上题导出的公式PV = NKT 则有：
因为P 0与P 1相比差103
数量，而烘烤前后温度差与压强差相比可以忽略，因此
T P 与 1
1
T P 相比可以忽略 1823
2
23111088.1)
300273(1038.11033.1100.1102.11??+???????=?=?---T P K N N 个 2-4 容积为2500cm 3
的烧瓶内有×1015
个氧分子,有×1015
个氮分子和×10-7
g 的氩气。设混合
气体的温度为150℃,求混合气体的压强。 解：根据混合气体的压强公式有 PV=（N 氧+N 氮+N 氩）KT
其中的氩的分子个数：
N 氩=
152310
01097.410023.640
103.3?=???=-N M 氩
氩
μ（个）
∴ P=（++）1015
2231033.22500
423
1038.1--?=???
Pa 4
1075.1-??mmHg
2-5
一容器内有氧气，其压强P=,温度为t=27℃，求 (1) 单位体积内的分子数： (2) 氧气的密度； (3) 氧分子的质量； (4) 分子间的平均距离； (5) 分子的平均平动能。 解：(1) ∵P=nKT
∴n=252351045.2300
1038.110013.10.1?=????=-KT P m -3
(2) l g RT
P /30.1300
082.032
1=??=
=
μρ
(3)m 氧=23
25
3103.510
45.2103.1-????=n ρ
g (4) 设分子间的平均距离为d ，并将分子看成是半径为d/2的球，每个分子的体积为v 0。 V 0=
3
36
)2(34d d ππ= ∴7
19
3
1028.410
44.266-?=??==ππn d cm (5)分子的平均平动能ε为：
ε 14161021.6)27273(1038.12
3
23--?=+??==
KT （尔格） 2-6 在常温下(例如27℃)，气体分子的平均平动能等于多少ev?在多高的温度下，气体分子的平均平动能等于1000ev?
解：(1)21231021.63001038.12
3
23--?=??==
KT ε（J ） ∵leV=×10-19
J
∴219
21
1088.310
6.11021.6---?=??=ε(ev) (2)T=K K 623
19
3107.710
38.13106.110232???????=--ε 2-7 一摩尔氦气，其分子热运动动能的总和为×103
J,求氦气的温度。:解:
KT N E A 2
3
==
ε ∴K R E KN E T A 30131
.831075.3232323????===
2-8
质量为10Kg 的氮气，当压强为,体积为7700cm 3
时，其分子的平均平动能是多少？ 解: ∵MR
PV T μ=
而 kt 2
3
=
ε ∴
24
23
4
0104.510
022.610228
770010013.132323--?????????==
=
MN PV MR
KPV μμ
εJ 2-9 质量为50.0g ，温度为18.0℃的氦气装在容积为10.0L 的封闭容器内，容器以v=200m/s
的速率作匀速直线运动。若容器突然静止，定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能，则平衡后氦气的温度和压强将各增大多少？
解：由于容器以速率v 作定向运动时，每一个分子都具有定向运动，其动能等于
22
1
mv ，当容器停止运动时，分子定向运动的动能将转化为分子热运动的能量，每个分子的平均热运动能量则为1223
2123KT mv KT +=
∴△T=K
R
v K mv T T 42.631
.83104104334
32
212=????==
=--μ
因为容器内氦气的体积一定，所以
故△P=
T T P ?11
，又由11RT M V P μ
=
得：V RT M
P /11μ
=
∴△P=
13
1058.610
10442
.6082.005.0--??????=?V T MR μ（atm ） 2-10 有六个微粒，试就下列几种情况计算它们的方均根速率：
(1)
六个的速率均为10m/s ；
(2) 三个的速率为5m/s,另三个的为10m/s ； (3) 三个静止，另三个的速率为10m/s 。
解：（1）
s m V /1061062
2
=?=
（2）
s m V
/9.76531032
22
=?+?=
（3）
s m V
/1.76
1032
2
=?=
2-11 试计算氢气、氧气和汞蒸气分子的方均根速率，设气体的温度为300K ，已知氢气、
氧气和汞蒸气的分子量分别为、和201。
解：
s
m RT
V H H /109.110371002.2300
81.333353
2
2
2???=???=
=
-μ
23
202
1083.410
32300
31.83?????=
-V
m/s 2-12 气体的温度为T = 273K,压强为 P=×10-2
atm,密度为ρ=×10-5
g
(1) 求气体分子的方均根速率。
(2) 求气体的分子量，并确定它是什么气体。 解：（1）
s m P
RT
V
/485332
==
=
ρ
μ
（2）mol g mol kg P
RT
n PN A /9.28/109.283=?===
-ρμ m=
该气体为空气
化工热力学 第三版 课后答案 朱自强
第二章流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1试分别用下述方法求出400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。（1）理想气体方程；（2）RK 方程；（3）PR 方程；（4）维里截断式（2-7）。其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解]（1）根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积id V 为 331 6 8.314(400273.15) 1.381104.05310 id RT V m mol p --?+= ==???（2）用RK 方程求摩尔体积 将RK 方程稍加变形，可写为 0.5() () RT a V b V b p T pV V b -= +-+（E1） 其中 2 2.5 0.427480.08664c c c c R T a p RT b p = = 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =190.6K,c p =4.60MPa ，将它们代入a,b 表达式得 2 2.56-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010a ??==????531 6 0.086648.314190.6 2.9846104.6010b m mol --??= =???以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 516 8.314673.15 2.9846104.05310 V -?= +??350.563353.2217(1.38110 2.984610) 673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?- ??????+?355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=??第二次迭代得2V 为
化工热力学(第三版)答案陈新志等
第1章 绪言 一、是否题 1. 封闭体系中有两个相βα,。在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系； 达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。（对） 2. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 3. 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T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、 终态压力相等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径 无关。） 二、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. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的 功为() f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或() i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。 3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则 A 等容过程的 W = 0 ，Q =()1121T P P R C ig P ???? ??--，?U =() 1121T P P R C ig P ??? ? ??--，?H = 112 1T P P C ig P ??? ? ??-。 B 等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1ln P P RT ，?U = 0 ，?H = 0 。 C 绝热过程的 W =( ) ???? ????? ? -???? ??--112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，Q = 0 ，?U =( ) ???? ????? ? -??? ? ??-112 11ig P C R ig P P P R V P R C ，?H =112 1T P P C ig P C R ig P ??????????-???? ??。 4. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。
热学答案第六章 完整版
6.2 解: 6.3 解: 6.4 解: 内能增量: T C M U v ?= ?μ 对于单原子分子理想气体,R C v 2 3= ,所以, ) (125131.82 310J U =??? =? 所吸收的热量 )(84209125J A U Q -=-=-?= (负号表示该 过程放热) 该过程的摩尔热容量为: )(4.8K mol J T M Q C ?-=?= μ 6.5 解: (1)由 p a V = 可得:2 2V a p = 系统对外界做功: );11( 2 1 2 2 2' 1 2 1 2 V V a dV V a pdV A V V V V - == = ?? (2)对理想气体,有:112 212 V p V p T T = 利用(1)可得:1,1.1 22 12 11 2 <∴ <= T T V V V V T T 所以温度降低了. 6.6 解:
6.8 解: 6.9 解: (1)若体积不变,氢所吸收的热量完全变为内能增加量,即: ) (12,K C M Q T T C M Q V V == ?∴?= μ μ (2)若温度不变, 氢所吸收的热量完全变为对外做的功,即: ) (90.0,11.0ln ,ln 2 11211 .0121 1 21 21atm V V p p e V V RT M Q V V Q V V RT M A == =∴== ∴== μ μ (3)若压强不变,吸热变为内能增加,同时又对外作功,始末温度改变: ); (6.8K C M Q T T C M Q p p == ?∴?= μ μ 体积改变: )(10 6.43 2 11 22m V T T V -?== 6.10 解: 6.11 解: 6.12 解:??+= =dT bT a dT C H T T mp )(2 1 6.13 解: 6.14 解:在p-V 图上做出过程曲线,如下图实线:虚线是等温线,表示初末状态等温.
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2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。 解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程 P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa (2) R-K 方程 2 2.52 2.560.52 6 8.314190.60.427480.42748 3.2224.610 c c R T a Pa m K mol P -?===???? 531 68.314190.60.08664 0.08664 2.985104.610 c c RT b m mol P --?===??? ∴() 0.5RT a P V b T V V b = --+ ()()50.555 8.314323.15 3.222 12.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---?= - -???+? =19.04MPa (3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===＜2 ∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+ ∵ c r ZRT P P P V = = ∴ c r PV Z P RT = 654.61012.46100.21338.314323.15 c r r r PV Z P P P RT -???===? 迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.4623 01Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975 此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa 同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。 ∴ P=19.22MPa 2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm 3/mol 。 解：查附录二得正丁烷的临界参数：T c =425.2K P c =3.800MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.193
化工热力学(第三版)课后答案完整版_朱自强
第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1 试分别用下述方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情 况下的摩尔体积id V 为 33168.314(400273.15) 1.381104.05310id RT V m mol p --?+= ==??? （2） 用RK 方程求摩尔体积 将RK 方程稍加变形，可写为 0.5()()RT a V b V b p T pV V b -=+-+ （E1） 其中 2 2.50.427480.08664c c c c R T a p RT b p == 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =, c p =，将它们代入 a, b 表达式得
2 2.5 6-20.560.427488.314190.6 3.2217m Pa mol K 4.6010 a ??==???? 53160.086648.314190.6 2.9846104.6010 b m mol --??==??? 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 5168.314673.15 2.9846104.05310 V -?=+?? 350.563353.2217(1.38110 2.984610)673.15 4.05310 1.38110(1.38110 2.984610) -----??-?-??????+? 355331 1.38110 2.984610 2.1246101.389610m mol -----=?+?-?=?? 第二次迭代得2V 为 3535 20.56335355 331 3.2217(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610673.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610)1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?-??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近 似为 3311.39010V m mol --=?? （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为 ()()()RT a V b V b p pV V b pb V b -=+-++-
化工热力学 第三版 课后答案完整版 朱自强
第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式 2-1 试分别用下述方法求出400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B 用Pitzer 的普遍化关联法计算。 [解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积id V 为 （2） 用RK 方程求摩尔体积 将RK 方程稍加变形，可写为 0.5() () RT a V b V b p T pV V b -= +-+ （E1） 其中 从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为c T =190.6K, c p =4.60MPa ，将它们代入a, b 表达式得 以理想气体状态方程求得的id V 为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到1V 值为 第二次迭代得2V 为 353 5 20.56335355331 3.2217(1.389610 2.984610) 1.38110 2.98461067 3.15 4.05310 1.389610(1.389610 2.984610) 1.38110 2.984610 2.1120101.389710V m mol ------------??-?=?+?- ??????+?=?+?-?=??1V 和2V 已经相差很小，可终止迭代。故用RK 方程求得的摩尔体积近似为 （3）用PR 方程求摩尔体积 将PR 方程稍加变形，可写为
() ()() RT a V b V b p pV V b pb V b -= +-++- （E2） 式中 22 0.45724c c R T a p α= 从附表1查得甲烷的ω=0.008。 将c T 与ω代入上式 用c p 、c T 和α求a 和b ， 以RK 方程求得的V 值代入式（E2），同时将a 和b 的值也代入该式的右边，藉此求式（E2）左边的V 值，得 56 3563355353558.314673.15 2.68012104.05310 0.10864(1.39010 2.6801210) 4.05310[1.39010(1.39010 2.6801210) 2.6801210(1.39010 2.6801210)] 1.38110 2.6801210 1.8217101.3896V ------------?= +?-???-??????+?+???-?=?+?-?=331 10m mol --?? 再按上法迭代一次，V 值仍为3311.389610m mol --??，故最后求得甲烷的摩尔体积近似为3311.39010m mol --??。 （4）维里截断式求摩尔体积 根据维里截断式（2-7） 11()c r c r Bp p Bp Z RT RT T =+ =+ （E3） 01c c Bp B B RT ω=+ （E4） 0 1.60.0830.422/r B T =- （E5） 1 4.20.1390.172/r B T =- （E6） 其中 已知甲烷的偏心因子ω=0.008，故由式（E4）~（E6）可计算得到
热学答案r
1-9 用L表示液体温度计中液柱的长度。定义温标与L之间的关系为 。式中的a、b为常数，规定冰点为，汽化点为。 设在冰点时液柱的长度为，在汽化点时液柱的长度，试求到 之间液柱长度差以及到之间液柱的长度差。 解：由题给条件可得： (1) (2) 解联立方程（1）（2）得： 则 1-17如图1-18所示，两个截面相同的连通管，一为开管，一为闭管，原来开管 内水银下降了，问闭管内水银面下降了多少？设原来闭管内水银面上空气柱的 高度R和大气压强为，是已知的。 题1-18图
解：设截面积为S，原闭管内气柱长为R大气压为P闭管内水银面下降后，其内部压强为。对闭管内一定质量的气体有： 以水银柱高度为压强单位： 取正值，即得 1-29 通常称范德瓦耳斯方程中一项为内压强，已知范德瓦耳斯方程中常数 a，对二氧化碳和氢分别为和，试计算这两 种气体在，0.01和0.001时的内压强， 解：根据内压强公式，设内压强为的内压强。 当时，
当 时 当 时 2-3 一容积为11.2L 的真空系统已被抽到1.0×10-5mmHg 的真空。为了提高 其真空度，将它放在300℃的烘箱内烘烤，使器壁释放出吸附的气体。若烘烤后压强增为1.0×10-2mmHg ，问器壁原来吸附了多少个气体分子。 解：设烘烤前容器内分子数为N 。，烘烤后的分子数为N 。根据上题导出的公式PV = NKT 则有： )(0 110011101T P T P K V KT V P KT V P N N N -=-= -=? 因为P 0与P 1相比差103数量，而烘烤前后温度差与压强差相比可以忽略，因此 00T P 与 1 1T P 相比可以忽略 18 23 223111088.1) 300273(1038.11033.1100.1102.11??+???????=?=?---T P K N N 个
热学答案第四章 完整版
第四章习题答案 4.1解： . ,0000 0AkT Nmg n mg kT An e n dz dy dx dN N dxdydz e n dN kT mgz kT mgz = ∴? == = ∴=-∞ -???? ??气柱 截面 4.2,4.3解： 0ln , p p g RT z e p p RT gz μμ= =- 4.4 解： RT gz e n z n z n V x n V μ-?=??=??00)() (17 4.5 解： RT gz e r z r e r RT e V z p V p z r z V V p z V z p e p z p RT gz gz T RT gz 3)(3 4) ()(3 4)()()()(03 0003 00 0μπ πμμμ=∴== = = ==--=?-
4.6解：取Y 轴竖直向上,y 处单位体积内有各种速度的分子总数为n ， y=0处n=n 0 由流体静力学原理， )2() ()() 1(00nk dy dn y T k dy dp y T nk nkT p gdy dp αααρ--=-==-= 由（1），（2）得 . 1ln )(1ln 1ln ' ) () (, ) ()()(000 000 ??????--??? ? ? -=∴--=--= --=-?? kT y T k k mg n n dy y T k mg k n dn dy y T k mg k n dn nk dy dn y T k nmg y n n αααααααα 而 .ln ln ln 3) 3(, ) (ln ln 00000000y T T R g y T T k mg p p y T nk kT n p p ααμααα-=-=-=）式代入，整理得：将（ 4.7解： m kT v 32 = 4.9 ,4.10 解： 水平管旋转起来后，管中分子受到惯性离心力，可认为分子处于一定势场中，由玻尔兹曼分布律：
热学第三版答案
第一章温度 1-1在什么温度下，下列一对温标给出相同的读数：( 温标和热力学温标；(3)摄氏温标和热力学温标？ t F = 32+ -￡ 解：（1） : 故在—-= -时' T _ 273.15+Z = 32+-^ 当'v 时则即 - 解得: ..7 = 273.15+301.44 = 574.59^ 故在丁 -m 时，〒* (3) < .： I . 若 7-1 则有 显而易见此方程无解，因此不存在：一?的情况。 1-2定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为 50mmHg 。 (1)用温度计测量300K 的温度时，气体的压强是多少? (2)当气体的压强为 68mmHg 时，待测温度是多少? ￡ = 32-F -￡ 当 、时，即可由 -，解得 32x5 4 = -40 1)华氏温标和摄氏温标；( 华氏 24115x5 = 301.44
解：根据 7 = 273.16^ — 耳 P 7^4 2方 16K 二 27116^ —二 缶 500 401 or R 90^ A =273.16^-^- = 273.16^— = 400.7^ 忌 200 273.16K-^- = = 273.162T 146 68 =400 67^ 100 从理想气体温标的定义: 丘TD 7 = 273 16/Tlim — 耳依以上两次所测数据，作T-P 图看趋势得出 时，T 约为400.5K 亦即沸点为 400.5K. 解：对于定容气体温度计可知: =273 16止三 273.16^— = 372^ 1-3用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为 273.15K ，试求温度计内的气体在冰点时 的压强与水的三相点时压强之比的极限值。 T = lim TCP) = 273 16疋 lira — 解：根据 已知冰点二兰 辄訐諾左帑＞9996 1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。 原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压 强-- ;当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为 * '…’；丄二， 当从 测温泡中抽出一些气体，使.；减为200mmHg 时，重新测得''： -,当再抽出一些 气体使 d 减为 lOOmmHg 时，测得「】「?-—'二?试确定待测沸点的理想气体温度 ? r (^) = 273.15￡ (1) 昭 50x300 273 16 - 273 16
化工热力学(第三版)陈钟秀课后习题标准答案
第二章 2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。 解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程 P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa (2) R-K 方程 22.5 22.5 6 0.52 6 8.314190.60.427480.42748 3.2224.610 c c R T a Pa m K mol P - ?== =???? 531 6 8.314190.60.08664 0.08664 2.985104.610 c c RT b m mol P --?===??? ∴() 0.5 RT a P V b T V V b = --+ ()()50.555 8.314323.15 3.222 12.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---?= - -???+? =19.04MPa (3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===＜2 ∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+ ∵ c r ZRT P P P V = = ∴ c r PV Z P RT = 65 4.61012.46100.21338.314323.15 c r r r PV Z P P P RT -???===? 迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.4623 01Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975 此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa 同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。 ∴ P=19.22MPa 2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm 3/mol 。 解：查附录二得正丁烷的临界参数：T c =425.2K P c =3.800MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.193
化工热力学第三版答案陈钟秀
2-1.使用下述方法计算Ikmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50'C 的容器中产生的压力：（1）理想气 体方程；（2） R-K 方程；（3）普遍化关系式。 解：甲烷的摩尔体积 V=0.1246 m 3/ikmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数： T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol 3 =0.008 （1）理想气体方程 P=RT/V=8.314 X 323.15/124.6 10C 6=21.56MPa ⑵R-K 方程 P 竺 a V b T 0.5V V b 8.314 323.15 3.222 5 0 5 5 12.46 2.985 10 323.15 . 12.46 10 12.46 2.985 10 =19.04MPa (3) 普遍化关系式 T r T T c 323.15 190.6 1.695 V r V. V c 1246 99 1.259 < 2 ???利用普压法计算， Z Z 0 C ZRT ?- P - V 二 Z 空 P r RT r 迭代：令Z Q =1T P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得: 0 1 Z Z Z =0.8938+0.008 0.4623=0.8975 此时，P=P c P r =4.6 >4.687=21.56MPa 同理，取Z 1=0.8975依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个 Z 值相差很小，迭代结束，得 Z 和P 的值。 /? P=19.22MPa 2-2.分别使用理想气体方程和 Pitzer 普遍化关系式计算 510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。已知实验值为 1480.7cm 3/mol 。 解：查附录二得正丁烷的临界参数： T c =425.2K P c =3.800MPa V c =99 cm 3/mol 3 =093 0.42748爭 0'427488'314 190.625 4.6 106 3.222Pa m 6 K 0.5 mol 2 b 0.08664 匹 P c 0.08664 8.314 190.6 6 4.6 10 5 3 2.985 10 m mol RP 4.6 106 12.46 10 5 8.314 323.15 P r 0.2133P r Z °=0.8938 Z 1=0.4623
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《大学物理D 》 练 习 三 热 学 一、填空题 3.1.1 质量为m ，摩尔质量为M ，分子数密度为n 的理想气体，处于平衡态时，气体的温度为T ，压强为p ，体积为V ，R 是摩尔气体常量，则状态方程为__RT M m pV =_；若其中k 称为玻耳兹曼常量，则状态方程的另一形式为_nkT p =_。 3.1.2 两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的温度 相同 ，压强 不同 ；如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度 相同 ，单位体积的气体质量 不同 ，单位体积的分子平动动能 相同 。（填“相同”或“不同”）。 3.1.3 宏观量温度T 与气体分子的平均平动动能ω的关系为ω=___kT 2 3 _，因此，气体的温度是__气体分子的平均平动动能__的量度。 3.1.4 设氮气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为__3___，转动自由度为___2___。 3.1.5 2mol 氢气，在温度为27℃时，它的分子平动动能为 7479J ，分子转动动能为 4986J 。3.1.6 1mol 氧气和2mol 氮气组成混合气体，在标准状态下，氧分子的平均能量为__21 1042.9?×__， 氮分子的平均能量为_21 10 42.9?×__；氧气与氮气的内能之比为__1:2__。 3.1.7 3mol 的理想气体开始时处在压强p 1 =6atm 、温度T 1 =500 K 的平衡态．经过一个等温过程，压强变为p 2 =3atm ．该气体在此等温过程中吸收的热量为Q ＝__8.64×103________J ． (普适气体常量R = 8.31 J/mol·K) 3.1.8 一个孤立系统内，一切实际过程都向着___状态几率增大 ___________的方向进行．这就是热力学第二定律的统计意义．从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是___不可逆的_________． 3.1.9 右图为一理想气体几种状态变化过程的p －V 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM 、BM 、CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___BM 、CM_______过程； (2) 气体吸热的是___CM_______过程．． 3.1.10 .可逆卡诺热机可以逆向运转．逆向循环时, 从低温热源吸热,向高温热源放热,而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源吸的热量.设高温热源的温度为T 1 =450 K , 低温热源的温度为T 2 =300 K, 卡诺热机逆向循环时从低温热源吸热 Q 2 =400 J ，则该卡诺热机逆向循环一次外界必须作功W ＝___200J___． 3.1.11热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了___功变热____的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了
热学第三版答案
第一章温度1-1在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？ 解：（1） ??????? 当时，即可由，解得 ??????? 故在时? （2）又 ???? 当时则即 ???? 解得： ???? 故在时， ?（3） ????? 若则有 ????? 显而易见此方程无解，因此不存在的情况。 1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。????? （1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？ ????? （2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？ ?解：对于定容气体温度计可知： ??????? (1) ??????? (2)
1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。 解：根据 已知? 冰点 。 1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度. 解：根据 从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为亦即沸点为. ????????? 题1-4图 1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为。 解：依题给条件可得 则 故 1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。 设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
热学第三章习题参考答案
热学习题答案 第三章：气体分子的输运过程(内容对应参考书的第四章) 1. 某一时刻，氧气中一组分子刚与其他分子碰撞过，问：经过多长时间后，其 中还保留一半未与其他分子相碰。设氧气分子都以平均速率运动，氧气温度300K ，在给定压强下，分子平均自由程为2.0cm 。 解：设这组分子个数为0N ，经过时间t （对应的路程为x ）后未碰撞的分子数为 N ，根据分子按自由程的分布 ()dx e dx x f N dN x ?==-λλ 10 由已知：t v x =，2 10=N N ，则有 210===?--λλt v x e e N N ，即2ln v t λ= 又由πμRT v 8=，mol Kg /10323-?=μ，代入上式得 ()s RT t 532101.32ln 300 31.88103214.3100.22ln 8---?≈?????==πμλ 。 2. （P 142。8）在气体放电管中，电子不断与气体分子相碰，因电子的速率远远 大于气体分子的平均速率，所以后者可以认为是静止不动的。设电子的“有效直径”比起气体分子的有效直径d 来可以忽略不计。 （1）电子与气体分子的碰撞截面σ为多大？ （2）证明：电子与气体分子碰撞的平均自由程为 σ λn e 1= 解：（1）电子与气体分子的碰撞截面22?? ? ??+=d d e πσ，由于d d e <<，故 22 412d d d e ππσ≈??? ??+=
（2）由于气体分子可以认为是静止不动的，则电子与气体分子间的平均相对速率就等于电子的平均速率e v 。在时间t 内，电子走过的路程为t v e ，相应的圆柱体的体积为t v e σ，则在此圆柱体内的气体分子数为t v n e σ，即为时间t 内电子与气体分子的碰撞次数，故碰撞频率为 e e v n t t v n Z σσ== 电子与气体分子碰撞的平均自由程为 σλn Z v e e 1== 。 3. （P 143。18）一长为2m ，截面积为410-米2的管子里贮有标准状态下的2CO 气，一半2 CO 分子中的C 原子是放射性同位素C 14。在0=t 时，放射性分子密集在管子的左端，其分子数密度沿着管子均匀地减小，到右端减为零。 求：（1）开始时，放射性气体的密度梯度是多大？ （2）开始时，每秒有多少个放射性分子通过管子中点的横截面从左侧移往右侧？ （3）有多少个从右侧移往左侧？ （4）开始时，每秒通过管子横截面扩散的放射性气体为多少克？ 解：（1）2CO 的摩尔质量为mol kg /10 60.42-?=μ，由题意，在0=t 时，管子左端和右 端的密度分别为： 32 5/05.2273 31.81060.410013.1m kg RT P A =????==-μρ，0=B ρ 由于214 CO 气体分子数密度沿着管子均匀地减小，故密度梯度为常数，即 4/03.100 .205.20m kg l dl d A B -=-=-=ρρρ （2）由题意可知管子中点处214CO 气体分子的密度为2 21A M dl d l ρρρ=?=，根据输运过程的微观分子运动简化假设，单位时间从左侧通过管子中点处的横截面dS 移往右侧
李椿_热学_思考题答案
部分思考题解答 1、气体的平衡状态有何特征？当气体处于平衡状态时还有分子热运动吗？与力学中所指的平衡有何不同？实际上能不能达到平衡态？ 答；系统处于平衡状态时，系统和外界没有能量交换，内部也没有化学变化等任何形式的能量转换，系统的宏观性质不随时间变化。对气体来说，系统状态的宏观参量有确定数值，系统内部不再有扩散、导热、电离或化学反应等宏观物理过程发生。 气体处于平衡态时，组成系统的分子仍在不停地运动着，只不过分子运动的平均效果不随时间变化，表现为宏观上的密度均匀，温度均匀和压强均匀。 与力学中的平衡相比较，这是两个不同的理想概念。力学中的平衡是指系统所受合外力为零的单纯静止或匀速运动问题。而热力学中的平衡态是指系统的宏观性质不随时间变化。但组成系统的分子却不断地处于运动之中，只是与运动有关的统计平均量不随时间改变，所以这是一种热动平衡。 平衡态是对一定条件下的实际情况的概括和抽象。实际上，绝对的完全不受外界条件变化影响的平衡状态并不存在。 2、一金属杆一端置于沸水中，另一端和冰接触，当沸水和冰的温度维持不变时，则金属杆上各点的温度将不随时间而变化。试问金属杆这时是否处于平衡态？为什么？ 答：金属杆就是一个热力学系统。根据平衡态的定义，虽然杆上各点的温度将不随时间而改变，但是杆与外界（冰、沸水）仍有能量的交换。一个与外界不断地有能量交换的热力学系统所处的状态，显然不是平衡态。 3、水银气压计中上面空着的部分为什么要保持真空？如果混进了空气，将产生什么影响？能通过刻度修正这一影响吗？ 答：只有气压计上面空着的部分是真空，才能用气压计水银柱高度直接指示所测气体的压强。 如果气压计内混进了一些空气，则这种气体也具有一定的压强。这时，水银柱高度所指示的压强将小于所测气体的真实压强，而成了待测气体与气压计内气体的压强之差。 能否在刻度时扣除漏进气体的压强，而仍由水银柱的高度来直接指示待测气体的压强呢？也不行。因为水银气压计内部气体的压强随着温度和体积的变化而变化，对不同压强和不同温度的待测气体测量时，内部气体的压强是不同的。所以，不可能通过修正而得到确定不变的刻度。因此，气压计上端必需是真空的。 4、从理想气体的实验定律，我们推出方程， （1）对于摩尔数相同但种类不同的气体，此恒量是否相同。 （2）对于一定量的同一种气体，在不同状态时此恒量是否相同？ （3）对与同一种的气体在质量不同时，此恒量是否相同？ 答：方程中，。表示某种气体的摩尔数，R是普适气体常数。 （1）相同的不同种类气体，其恒量也相同。
《热学》(李椿-章立源-高教版)-课后答案
第一章温度 1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？ 解：（1） 当时，即可由，解得 故在时 （2）又 当时则即 解得： 故在时， （3） 若则有 显而易见此方程无解，因此不存在的情况。 1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。 （1）用温度计测量300K 的温度时，气体的压强是多少？ （2）当气体的压强为68mmHg 时，待测温度是多少？ 解：对于定容气体温度计可知： (1)
(2) 1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。 解：根据 已知冰点 。 1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压 强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从 测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些 气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度. 解：根据 从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.
题1-4 图 1-5 铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35 欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28 欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。 解：依题给条件可得 则 故 1-6 在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。 设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。 解： 由题给条件可知 由（2）-（1）得 将（3）代入（1）式得
化工热力学答案(第三版)
化工热力学答案(第三版)
化工热力学课后答案（第三版）陈钟秀编著 2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。 解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程 P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa (2) R-K 方程 2 2.52 2.560.526 8.314190.60.427480.42748 3.2224.610 c c R T a Pa m K mol P -?===???? 53168.314190.6 0.08664 0.08664 2.985104.610 c c RT b m mol P --?===??? ∴() 0.5RT a P V b T V V b = --+ ()()50.555 8.314323.15 3.222 12.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---?= --???+? =19.04MPa (3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695r c T T === 124.699 1.259r c V V V ===＜2 ∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+ ∵ c r ZRT P P P V = = ∴ c r PV Z P RT =