物理化学第二版课后思考题答案 .pdf

第一章气体

1．如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？

答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球的壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复

球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。

2．在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容

器中气体的温度是否相等？

答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。

3．两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一根玻管相通，管中间有一汞滴将两

边的气体分开。当左边球的温度为273K，右边球的温度为293K时，汞滴处在中间达成平

衡。试问：(1)若将左边球的温度升高10K，中间汞滴向哪边移动？(2)若将两个球的

温度同时都升高10K，中间汞滴向哪边移动？

答：（1）左边球的温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。（2）两个球的

温度同时都升高10K，汞滴仍向右边移动。因为左边球的起始温度低，升高10K所占的比

例比右边的大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）

左边的比右边的大。

4．在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的0.7左右，迅速盖上

软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。请估计会发生什么现象？

答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发

的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧，甚

至会使保温瓶爆炸。防止的方法是，在灌开水时不要灌得太快，且要将保温瓶灌满。

5．当某个纯的物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的

气-液两相的摩尔体积将如何变化？

答：升高平衡温度，纯物质的饱和蒸汽压也升高。但由于液体的可压缩性较小，热膨

胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。而蒸汽易被压缩，当饱

和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔

体积逐渐接近。当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。

6．Dalton分压定律的适用条件是什么？Amagat分体积定律的使用前提是什么？

答：这两个定律原则上只适用于理想气体。Dalton分压定律要在混合气体的温度和体

积不变的前提下，某个组分的分压等于在该温度和体积下单独存在时的压力。Amagat分

体积定律要在混合气体的温度和总压不变的前提下，某个组分的分体积等于在该温度和压

力下单独存在时所占有的体积。

7．有一种气体的状态方程为（b为大于零的常数），试分析这种气体与理

想气体有何不同？将这种气体进行真空膨胀，气体的温度会不会下降？

答：将气体的状态方程改写为，与理想气体的状态方程相比，这个状

态方程只校正了体积项，未校正压力项。说明这种气体分子自身的体积不能忽略，而分子

之间的相互作用力仍可以忽略不计。所以，将这种气体进行真空膨胀时，气体的温度不会

下降，这一点与理想气体相同。

8．如何定义气体的临界温度和临界压力？

答：在真实气体的mpV−图上，当气-液两相共存的线段缩成一个点时，称这点为

临界点。这时的温度为临界温度，这时的压力为临界压力。在临界温度以上，无论加多大

压力都不能使气体液化。

9．vanderWaals气体的内压力与体积成反比，这样说是否正确？

答：不正确。根据vanderWaals气体的方程式，，其中被

称为是内压力，而a是常数，所以内压力应该与气体体积的平方成反比。

10．当各种物质都处于临界点时，它们有哪些共同特性？

答：在临界点时，物质的气-液界面消失，液体和气体的摩尔体积相等，成为一种既不

同于液相、又不同于气相的特殊流体，称为超流体。高于临界点温度时，无论用多大压力

都无法使气体液化，这时的气体就是超临界流体。

第二章热力学第一定律

1．判断下列说法是否正确，并简述判断的依据。

（1）状态给定后，状态函数就有定值；状态函数固定后，状态也就固定了。

（2）状态改变后，状态函数一定都改变。

（3）因为，，，所以，是特定条件下的状态函数。

（4）根据热力