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1-14 在一个绝热的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞(见下图),活塞两边各含有双原子分子理想气体20dm3,温度298.2K,压力为.设法逐渐加热气缸左边气体直到右边压力为.
(a)选择气缸右边的气体为体系,计算此过程的、、和.
(b) 选择左边的气体为体系时,求过程的.
解 (a)这是一个绝热可逆压缩过程,可有几种计算的方法.例如可用公式
也可利用公式,求.
,
(b)选左边气体为体系,当活塞达到平衡时,其左边气体的压力,
根据下式计算
得
所以
所以
所以
所以
1-33在101.325kPa下把一个极微小的冰块(作为晶种)投入100g温度为268K的水中(过冷),结果是体系温度变为273K,并有一定数量的水凝结为冰。由于过程进行得很快,可以看成是绝热的。已知冰的熔化热为,在268~273K之间的水的热熔为。
写出体系物态的变化,求。
求析出多少克冰?
解 (a)此过程在101.325kPa下进行,所以,又因是绝热过程,所以。
(b)过程可以表示为
因为
所以
所以
1-41 1mol 双原子分子理想气体,起始温度为400K,压力为10。该气体分别经过下列可逆过程使体积增加1倍,求各过程的Q、W、和.
(a)沿着常数的过程
(b)沿着常数的过程
(c)沿着TV=常数的过程
(d)沿着Tp=常数的过程、
解 (a)
这是理想气体绝热可逆过程,
Q=0
(b) 该过程可示意为
所以
(c)
(d)过程方程 常数
2-18 有人建议由碳酸钙和炭制备乙炔以解决能源问题。其反应为
(1)
(2)
(3)
由3molC制得1molC2H2.该建议合格否?【所需请查表】在298K下进行。当1molC2H2(g)完全燃烧
据题给公式可看出,生产1mol要3molC
由此看燃烧1molC2H2(g)比燃烧3molC所得的热量要多
但是进行反应(1)核反应(2)时需要热量:
其中生成的1molCO(g)完全燃烧和反应(3)都还可产生热量:
(4)
综上考虑,总结果
所以此方案不合理。
35 1mol氦气从473K加热到673K,并保持恒定101.325kPa.已知氦在298K时
,并假定氦气为理想气体,请计算、和如果可否判断为不可逆过程?
解 因为He(g)为单原子气体,所以
所以
所以
因该过程不是等温等压,为不做其他功的过程,所以不能判断过程是否可逆.
3–36 将1mol双原子分子理想气体在300K及2p(绝热可逆压缩到10p(0,体系获得10.00kJ的功.该气体在300K及2p(时的摩尔熵试求过程的、、和.
解 因绝热过程,所以
得
3-38体系如下图所示,当隔板抽去,然后再恒温压缩到终态,求整个过程的、、、和.设A和B皆为理想气体.
解 此过程先为
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