第一章热力学基础
1.1 开始时1kg水蒸气处于0.5MPa和250℃，试求进行下列过程是吸收或排出的热量：
a)水蒸气封闭于活塞——气缸中并被压缩到1MPa和300℃，活塞对蒸汽做功
200kJ。

b)水蒸气稳定地流经某一装置，离开时达到1MPa和300℃，且每流过1kg蒸汽
输出轴功200kJ。

动能及势能变化可忽略。

c)水蒸气从一个保持参数恒定的巨大气源流入一个抽空的刚性容器，传递给蒸
汽的轴功为200kJ，蒸汽终态为1MPa和300℃。

1.2 1kg空气从5×105Pa、900K变化到105Pa、600K时，从温度为300K的环境
吸热Q
0，并输出总攻W
g。

若实际过程中Q0=-10kJ (排给环境)，试计算W
g
值，然
后求出因不可逆性造成的总输出功的损失。

第二章能量的可用性
2.1 一稳定流动的可逆燃料电池在大气压力和25℃（环境温度）的等温条件下工作。

进入燃料电池的是氢和氧，出来的是水。

已知在此温度和压力下，反应物
生成物之间的吉布斯函数之差G
0=G
Ro
-G
p0
=236kJ/mol(供应的氢气)，试计算输出功
率为100W的可逆燃料电池所需的氢气供应量[L/min],及与环境的换热量[W]。

2.2 以1×105Pa、17℃的空气作原料，在一个稳定流动的液化装置中生产空气。

该装置处于17℃的环境中。

试计算为了生产1kg压力为1×105Pa的饱和液态空气所需的最小输入轴功[W]。

如该装置的热力学完善度是10%，试计算生产1L液态空气所需的实际输入功[kW.h]。

2.3 在简单液化林德液化空气装置中，空气从1×105Pa、300K的环境条件经带有水冷却的压缩机压缩到200×105Pa和300K。

压缩机的等温效率为70%。

逆流换热器X的入口温差为0.饱和液态空气排出液化装置时的压力为1×105Pa。

换热器与环境的换热量和管道的压降忽略不计。

试计算加工单位质量的压缩空气所得到的液态空气量，液化1kg空气所需的输入功，以及液化过程的热力学完善度。

第三章热力学函数与普遍关系式
3.1 在0℃及1.01325×105Pa下，由实验测得水银的C
p
=28.0J/(mol·K),U=1.47
×10-5m3/mol,α=181×10-6K-1以及R
T
=3.89×10-1Pa-1。

试计算此温度、压力下的定容摩尔容。

3.2 设1mol遵循范德瓦尔方程式的气体由初容积V
i 可逆定温膨胀到终容积V
t
，
试求过程中传递的热量。

3.3 设把15cm3的水银在0℃下可逆定温地从零初压力压缩到终压力1.01325×108Pa，试求过程中的传热量、所做的功以及内能的变化。

第四章状态方程式及其应用
4.1 试计算氟里昂R-12（CCL
2F
2
）在366.5K、2.067MPa时的摩尔容积。

4.2 使用对比态关系式（4-122）及安托万公式（4-125）计算74.1℃和186.8℃时的乙苯的蒸汽压。

此时的实验值分别是13.3322kPa和332.505kPa。

第五章多组分系统的性质
5.1 在344K和35.53MPa时，正葵烷（C10H22）和二氧化碳组成的二元溶液系统的偏摩尔体积是二氧化碳的摩尔分数的函数，其值如下表所列：
X
CO2
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
V
C10H22×103
m3/mol 0.1961 0.1959 0.1956 0.1947 0.1920 0.1890 0.1883 试计算含有20kg二氧化碳和80kg正葵烷溶液的总体积和摩尔体积。

5.2 在298K和2MPa的条件下，某二组分液体混合物中组分1的逸度f
1
由下式
给出：f
1=50x
1
-80x
1
2+40x
1
3 MPa
式中，x1是组分1的摩尔分数。

在上述T、P下，试计算：（a）纯组分1的逸度f
1
；
（b）纯组分1的逸度系数∅
1
；
（c）组分1的亨利常数k
1
；
（d）作为x
1函数的活度系数r
1
的表达数；
（e）说明如何从f
1的表达式计算给定T、P条件下的f
2。

5.3 一种二元溶液由甲烷（CH
4
）和正戊烷组成。

在311K和28.44MPa时其压缩因子Z与甲烷摩尔分数的函数关系式列于下表：
XCH4 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
对于摩尔分数为60%甲烷和40%正戊烷的溶液，试计算各组分在311K和28.44MPa 时的偏摩尔体积。

第六章多组分系统的相平衡
6.1 有0.911g的CCl4融于50.00g苯中形成稀溶液，测得凝固点降低了0.603℃，
=5.12.
试计算CCl4的相对分子质量。

已知苯的凝固点降低常数K，
m
6.2 氯苯（1）与溴苯（2）所组成的溶液可认为是理想溶液。

136.7℃时纯氯苯的饱和蒸汽压为1.15×105Pa，而纯溴苯的为0.604×105Pa。

设蒸汽可视为理想气体。

（1）一溶液的成分为x
=0.600，试计算136.7℃时此溶液的蒸汽总压及气相
1
成分；
（2）在136.7℃时，如果气相中的两种物质的蒸汽压相等，求蒸汽总压及溶液的成分；
（3）一溶液的正常沸点为136.7℃，试计算此时液相和气相的成分。

第七章 特殊系统中的热力学问题
7-1 物体的绝热弹性变形一般都伴有温度变化，这种现象叫做热弹性效应。

试计算，在773K 下一工业纯铁试样的应力由0至103Mpa 时的定熵热弹性效应(σ∂∂T )S 及温度变化。

已知：线性膨胀系数a=16.8*10-5，定应力摩尔热容
)mol /(0.38K J C ⋅=σ。

7-2 设球形水滴与101.1⨯5Pa 和373K 的水蒸气处于平衡，试估计算水滴半径及水滴内的压力。

在373K 时，水的表面张力为0.0589m N ，摩尔容积为1.87⨯10-5m 3 /mol 。

373K 时水蒸气的压力为1.013×105Pa 。

7-3 设纯乙烷的大尺寸的整体液相压力为105Pa ，温度为270K 。

液体与其中半径为r 的微小蒸气泡处于平衡，试计算r 和气泡内的压力。

第八章低温下的热力学问题与热力学第三定律
8.1 用布里元方程求磁场强度为79500A/m、温度为0.05K时每千克硫酸钆的磁矩，若用居里方程来计算会出现多大误差？
8.2 试求0.1m3的锡（Sn）在3K时由超导态相转变至常态相的过程中潜热与熵的变化，并计算此时超导态与常态之间的摩尔热容差。

设转变曲线遵循抛物线规律。

第九章包含化学反应的系统
9.1 求298.15K时反应 4NH
3+5O
2
→4NO（g）+6H
2
O（g）
的标准反应自由焓。

9.2 已知298K时反应 C（s）+O
2（g）===CO
2
（g）（a）
CO（g）+O
2（g）===CO
2
（g）（b）
的标准反应自由焓分别为△G❉（a）-394400J、△G❉（b）=-257100J，试计算
298K时反应 C（s）+O
2
（g）===CO（g）（c）
的平衡常数K
p。