物理化学学习指南思考题答案(傅献彩)--全

第一章

1.两瓶不同种类的理想气体，如果他们的平均平动能相同，密度相同，则它们的压力也相同。此结论对吗？

答案：不对。P=nRT/v=mVRT/m=ρRT/M,,3

2

t m E RT =

,平均动能相同，则温度相同。现在已知密度相同，压力与相对分子质量有关。不同种气体，相对分支质量不同，所以压力不同。

2.Dalton 分压定律能应用与实际气体吗?为什么？

答案：不能。由于实际气体分子间有引力，不同实际气体分子间的引力也不同，混合气体中第i 中气体的分压，与第i 种气体在同一温度并单独占有与混合气体相同的体积时所具有的压力不同，故不存在p=i p ∑的关系。

3.在一定容积的容器内含有一定量的气体，若升高温度，则使分子动能增加，碰撞次数增加，问其平允自由程如何变化？

答案：平均自由程不变。因为

1l =

，平均自由程与温度无关。

4.试判别H2，O2，CO2气体在0℃时根均放速率何者最大？最概然速率何者最小？

答案：根均方速率H 2最大，最概然速率CO 2最小。

5.试写出钢球分子模型的气体状态方程。

答案：p(V m -b)=RT

6.实际气体在Boyle 温度时符合理想气体行为，此时分子间的引力和分子本身的体积均可忽略不计，这种说法对法？为什么？

答案：当实际气体的温度低于Boyle 温度时，如果压力较低，则气体体积大，分子本身体积可以忽略，但引力项不可忽略，气体容易压缩，所以pV m RT.

7.当实际气体温度偏离Boyle 温度时，试分析pVm 与RT 的大小关系，并解释其原因。

答案：（a ）A ；（b ）C ；（c ）D 。

8.气体A,B,C,D 都服从vanderwaals 方程，它们的vanderwaals 气体常数a 值与之比为aA ：aB ：aC ：aD=1.2:1.2:0.4:0.01，b 值之比为bA ：bB ：bC ：bD=1:6:4:0.8。试问：（a ）哪种气体具有最高临界温度？（b ）哪种气体的分子体积最大？（c ）哪种气体在标准状态下最接近于理想气体？

答案：不对。实际气体分子具有体积且分子间有引力。如仅考虑体积效应，状态方程可以写为p(V m -b)=RT ，则pVm>RT,表示气体不易压缩。如果仅考虑引力效应，状态方程可写为（p+p i ）V m =RT ，则pV m

9.压缩因子图的基本原理建立在什么原理基础上？

答案；对应状态原理。

10.若两种性质不同的实际气体，其p,Vm,T 相同，则根据PVm=ZRT ，这两种

气体的Z 值也应该相同，此结论对吗？试说明原因。

答案：不对。不同性质的实际气体，其状态方程不同。P ，Vm ，T 值不可能完全相同下，才有可能有相近的压缩因子，因为c

Z Z πβτ

=。 11.为何宇航员在轨道舱内会感觉到血液集中于头部？

答案：设人体脚步的血液浓度C 0=n 0/V ，人体头部的血液浓度为c=n/V ，人体的身高为h ，则

在地球上

00exp()地Mg h c n

c n RT

==- 在轨道上 00exp()轨Mg h c n

c n RT

==-

因为g 地

0n n ）轨>（0

n

n ）地

第二章

1.下列物理量中哪些是强度性质？那些是广度性质？哪些不是状态函数？U m ，H, Q, V , T, p, V m ，W, H m ，η，U ，ρ，C p ，C v ，C p ，m ，C v ，m ，Ω。

答案：属强度性质的有U m ，T, p, V m ，H m ，η，ρ，C p ，m ,C v ，m 。属广度性质的有H ，V, U ， C p ，C v ，Ω。不属状态函数的有Q,W 。

2.根据Dalton 分压定律B p =∑p 可见，压力具有加和性，应属于广度性质，此结论对吗？何故？

答案：不对。压力是强度性质，在一个热力学平衡系统中，当n ，T ，V 一定时，压力P 处处不相等，不具加和性。所谓加和性，是指在同一个热力学平衡重，某物理量的数值与系统中的物质的量成正比，如p B

p,m

C =

n C （B ）

∑，在Dalton 分压定律中分压PB 的物理意义是指在同一温度下B 组分单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力，总压P 和分压PB 不是同一热力学平衡系统中的物理量，且与物质的数量不成正比关系，故p=B p ∑不属加和性。

3.可逆过程有哪些基本特征？识别以下过程是否可逆。

（1）摩擦生热

（2）室温，标准大气压力下，一杯水蒸发为同温同压的气体。 （3）373K ，标准大气压力下，一杯水蒸发为同温同压的气体。 （4）手电筒中干电池放电使灯泡发亮。 （5）对消法测电动势。 （6）N 2和O 2混合。

（7）室温T,标准大气压力下，将1mol 水倾入一溶有不会发溶质的大量溶液中（设溶液溶质摩尔分数为xB ）。

答案：可逆过程的三要素1）过程以无限小的变化进行，由一连串接近于平衡的状态构成。2）在反向过程中必须循着原来的过程的逆过程用同样的手续使系统和环境还原。3）等温可逆膨胀过程中系统对环境做最大功，等温可逆压缩过程中环境对系统做最小功， 过程3和5为可逆过程，其余为不可逆过程。

4，将上题中过程2和7设计为可逆过程，并计算该可逆过程中的功。

答案：在上题中过程2可以通过下述途径实行可逆变化:

(1):可逆等压升温；(2):可逆等温等压升温；(3):可逆等压降温。或经历4、5、6途径（4）可逆等温降压，P s 为水在298K 时的饱和蒸汽压；（5）可逆等温等压蒸发；可逆等温升压。 上题中过程7设计可逆过程如下：