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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 【求助】求助两道物化题的解法
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【有奖交流】积极回复本帖子，参与交流，就有机会分得作者 ytianchina8391 的 10 个金币

ytianchina8391

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】求助两道物化题的解法

1. 一个绝热刚性容器，总体积为Vt，温度为T被一个体积可以忽略的隔板分为A，B两室。两室装有不同的理想气体。突然将隔板移走，使容器内的气体自发达到平衡。计算该过程的Q、W、ΔU和最终的T和P。设初压力是（1）两室均为Po；（2）左室为Po，右室为真空。
2.常压下非常纯的水可以过冷至0摄氏度以下。一些-5摄氏度的水由于受到干扰而开始结晶，由于结晶过程进行得很快，可以认为体系是绝热的，试求凝固分率和过程的熵变化。已知冰的融化热为333.4J每g，和水在0~-5摄氏度之间的热容为4.22J每（g.K）
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1楼2009-10-21 08:39:52
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lnfswxm

木虫 (小有名气)
毕业多年做有机，物理化学扔了N久了，期待楼下的朋友的了，同时也学习下
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2楼2009-10-23 10:54:44
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小木头777

木虫 (小有名气)
把整个过程分成几个可逆的步骤求，画一下状态框图，一步一步下来，思路就清晰了
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3楼2009-10-23 23:34:06
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jerr

1.理想气体状态方程：P1*V1/T1=P2*V2/T2。。。要一定量气体。。
2。Q=CM△T
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4楼2009-10-24 13:17:37
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lpf07240208

铜虫 (初入文坛)

第一题 解答

第一题讲的是卡诺循环里 绝热膨胀，绝热压缩 的过程。
可以很容易得到   
                     绝热膨胀：
                      Q=0
                      W=△U=∫（上Tc，下Th）nCv,m dT
                      反之亦然……

easy 啦！！~~
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飞飞的小木虫
5楼2009-11-10 11:42:22
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queji

铁虫 (正式写手)
★ ★ ★
chemistryer(金币+3,VIP+0):鼓励解答 11-12 12:34
第一题：
Q，W，du求解
因为为绝热刚性容器，所以系统与环境交换的热量Q=0，环境对系统做的功W=0。再由热力学第一定律知，系统的内能变化dU=0
T，P求解
（1）因为是理想气体，所以系统的内能可以看成是独立的个部分内能之和，且又因为理想气体的内能只与温度和物质的量有关，是他们的单调函数，加上系统的内能变化dU=0。所以U总=U1（T）+U2（T）=U1（Tx）+U2（Tx），Tx为混合之后的温度。所以Tx=T。
根据分压定律，P=P0
（2）同样因为理想气体的内能只与温度和物质的量有关，加上系统的内能变化dU=0。所以混合之后温度不变，仍为T。
根据分压定律，P=P0*V1/V；V1为左室体积，V为整个容器体积

[ Last edited by queji on 2009-11-12 at 10:40 ]
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6楼2009-11-12 09:55:22
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queji

铁虫 (正式写手)
★ ★ ★
chemistryer(金币+3,VIP+0):鼓励解答 11-12 12:34
chemistryer(金币+0,VIP+0):恭喜可以升级了 11-12 12:34
第二题
因为过程是绝热的，所以水凝固放出的热量，将剩余的未结冰的水加热到0度。
设结冰的水的质量为x，未结冰的水为y，则
x*333.4=y*5*4.22，
结冰率x/（x+y）=5.95%

熵是状态函数，所以设计这么一个过程，首先是（1）-5度的水可逆的升温至0度，然后（2）5.95%的水凝固为冰。这个过程的熵变与所求的相等
第（1）步熵变ds1=∫dQ/t=∫CdT/T=4.22*Ln（273.15/268.15）=0.078J/K
第（2）步熵变ds2=dH/T=-5.95%*333.4/273.15=-0.073J/K
整个系统的熵变ds=ds1+ds2=0.0595J/K
即每克-5度的过冷水发生题中所述过程后，熵增加0.0595J/K

[ Last edited by queji on 2009-11-12 at 10:32 ]
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7楼2009-11-12 10:24:31
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dobdob

木虫 (著名写手)
这不是我们上课的题目吗？
楼主是哪个学校的？
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8楼2009-11-14 21:40:05
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