《物理化学》第五版由天津大学高等教育出版社出版。课后请给我详细解释一下这些练习。

1.1物质的体积膨胀系数和等温压缩比的定义如下。

试推导理想气体与压力和温度的关系。

解答:根据理想气体方程

1.5两个体积为V的玻璃泡用细管连接，标准状态的空气密封在泡内。如果你把它

一个球加热到100℃，另一个球维持在0℃，忽略连接细管中的气体体积，试着找到容器。

内部空气的压力。

解:从给定的条件可知(1)系统中的物质总量不变；(2)两个球内的压力保持不变。

标准状态:

因此，

1.9如图所示，有隔板的容器两侧都有相同温度和压力的氢气和氮气，两者都可以视为理想。

气体。

(1)当容器内温度保持不变时，去掉隔板，隔板本身的体积可以忽略不计。试试看。

求两种气体混合后的压强。

(2)H2和N2的摩尔体积在分配萃取前后是否相同？

(3)隔板抽真空后，混合气体中H2和N2的分压与它们的分体积之比是多少？

溶液:(1)等温混合后

即在上述条件下混合，考虑系统的压力。

(2)如何定义混合气体中某一组分的摩尔体积？

(3)根据分数体积的定义

对于分压

高压釜内有大气，室温1.1。为了保证实验过程中的安全，使用了相同温度的纯氮气。

置换，步骤如下:向釜内通入氮气至压力为空气的4倍，然后将釜内混合气体排出，直至恢复。

恢复正常压力。重复三次。求釜内最后排气恢复常压时气体中氧气的摩尔分数。

解决方法:分析:每次注氮后混合气体的摩尔分数保持不变，直到废气恢复到常压p。

设第一次充氮前系统中氧气的摩尔分数为，充氮后系统中氧气的摩尔分数为。

因为，那么，。重复上述过程，第n

第二次充氮后，系统的摩尔分数为

因此

1.13分别用理想气体状态方程和范德瓦尔斯方程计算了0°C和40.530 kPa的N2气体。

它的摩尔体积。实验值是。

解法:用理想气体状态方程计算。

范德瓦尔斯计算，查表表明，对于N2气体(附录7)

利用MatLab的fzero函数得到了方程的解。

也可以用直接迭代法取初始值。

迭代十次。

1.16 25°C下水蒸气饱和的湿乙炔气体(即混合气体中水蒸气的分压在相同温度下被水饱和)

并且总压为138.7 kPa，在总压不变的情况下冷却到10℃，使部分水蒸气凝结成水。试着问一下

在冷却过程中，每摩尔干乙炔气体中冷凝水的量。已知水在25°C和10°C时的饱和蒸汽。

压力分别为3.17千帕和1.23千帕。

解决方案:流程如下图所示。

如果系统是理想的气体混合物，那么

1.17一个封闭的刚性容器内充满空气和少量水。然而，当容器在300 K下处于大平衡时，容器

内部压力为101.325千帕。如果容器被移动到373.15 K的沸水中，当试图在容器中达到新的平衡时，应该是

有压力。假设容器中一直有水，水的任何体积变化都可以忽略不计。300 K时水的饱和蒸汽压

是3.567千帕。

解决方案: