华南师范大学光电子材料与技术研究所往年复试考题2008研究生材料物理与化学面试详细答案l材料物理与化学
1-1 设水的化学势为,冰的化学势为,在-5条件以下,是大于、小于还是等于
答:在孙骁骁李响疑分居-5条件下,水凝固为冰的过程是可以自动进行的过程。根据化学势判据,在恒温、恒压、W‘=0的条件下,自发过程是向化学势减小的方向进行,所以>
1-2 有两个可逆卡偌热机,在高温热源温度皆为500K\低温热源分别为300K250K之间工作,若两者分别经一个循环所做的功相等.试问:
(1)两个热机的功率是否相等?
(2)两个热机自高温热源吸收的热量是否相等?向低温热源放出的热量是否相等?
      :两个热机的工作情况如图3.2.1(a) (b)所示.
(1) 热机(a)的效率
    =====40 %
  热机(b)的效率
  教师节走心文案简短=====50 %
,表明高温热源与低温热源的温差愈大,可逆热机的效率愈高。
2Q1= Wa/;        Q=Wb/
Wa=Wb,所以Q1Q
Q1=Q1重生之终极瞳术-1=0.6Q1
Q= Q1=0.5 Q
Q1 路过心上的句子Q 0,所以在数值上
                                                       
                      热机(a                          热机(b
                                                       
                                    1
  上述推导表明,在高低温热源温度之差的情况下,经一个循环若对环境做功相等,则热机(a)较(b)需要从高温热源吸收更多的热量,同时向低温热源放出更多的热量,即消耗更多的能量,
1-3  已知樟脑(C10H16O)的凝固点降低常数Kf=40K·mol-1·kg
  某一溶质相对摩尔质量为210,溶于樟脑形成质量百分数为5%的溶液,求凝固点降低多少?
解:以A代表樟脑,以B代表溶质
g·kg-1
mol·kg-1 mol·kg-1
1-4  一定量的液态氨在绝热管道中通过节流阀时,由于系统的压力突然下降,液氨将迅速蒸发,温度急剧降低。试问:
      1)此过程是否仍为等焓过程?
      2)物质的量一定,在题给过程中能否应用?
答:(1)达到稳定流动时,如图2所示
取截面12之间物质为系统,在一定时间范围内,外压p1将体积V1的液氨推过多孔塞,同时与液氨的物质的量相等, 体积为V2的液氨的物质的量相等,体积为V2的气态氨反抗外压P2流出截面2
液氨流入的功:W1= —P10—V1=P1V1
氨气流出的功:W2= —P2V2—0= —P2V2
                    W= W1+ W2= P1V1—P2V2
因为Q=0,所以W= P1V1—P2V2,因此
              U2—P2V2= U1—P1V1
              H2=H1,即等焓过程
2)液态氨的节流膨胀过程为不可逆相变过程,始末态之间处于非平衡态,严格地说题给方程式不能应用于节流过程。当达到稳定流动时,可近似用题给方程进行热力学分析。
1-5 液体B比液体A容易挥发。 在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液。下面几种说法是否正确?
1 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压;
2 该溶液的沸点必低于同样压力下纯液体A的沸点;
3 该溶液的凝固点必低于同样压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)。
答:只有说法(3)是正确的。
AB形成理想溶液,或一般正偏差、一般负偏差的系统,甚至形成最大正偏差系统,说法(1)和(2)才是正确的。但若形成最大负偏差系统,在纯A中加入少量纯B后,溶液的饱和蒸气压要低于纯液体A的饱和蒸气压,故此说法(1)不正确。
2-1 已知25时,纯水的电导率k=5.5010-6S·m-1,无限稀释时H+OH-的摩尔电导率分别为349.8210-4198.010-4S·m2·mol-1,纯水的密度ρ=997.07kg·m-3。试求离子积为若干?
解:MH2O=18.01510-3kg·mol-1
25时纯水的体积摩尔浓度:
C=ρ/M=997.07kg·m-3/18.01510-3kg·mol-1
  =55.347103mol·m-3
纯水的摩尔电导率:
      m=k/c=5.5010-6 S·m-1/(55.347103mol·m-3)
    =9.937310-11S·m2·mol-1
               
  25时纯水的电离度:
        a===1.81410-9
        H2O(1)  = H++ OH-
        c(l-a)    ac  ac
水的离子积Ku=Ka=a(H+)a(OH-),CΘ=1mol·dm-3
          a(H2O)=1,  ±=1,c(H2O)=55.347mol·dm-3
Km={a(c/cΘ)}2=(1.81410-955.347)2=1.00810-14
2-220将一支半径r4m的毛细管插入盛有汞的容器中,在毛细管内汞面下降高度h为0.136m,已知汞与毛细管的接触角θ=1400,汞的密度为13.55103 kg•m-3,求此实验温度下汞的表面张力?
解:    h=2σ(汞)COSθ/r ρ ɡ
          接触角θ>900,所以h取负值,则
          σ=h r ρ ɡ/2cosθ
              ={-0.136410-413.55103/(2cos1400)}N·m-1
=0.481N·m-1
2-3 200C下,将68.4g蔗糖(C12H22O11)溶于1kg水中,
求:(1)此溶液的蒸气压;(2)此溶液的渗透压。
      已知200C下此溶液的密度为1.024g·cm—3,纯水的饱和蒸气压pH2O=2.3306Pa
解:MC12H22O11=342.299g·mol—1
  1H2O=
溶液的蒸气压:
        pH2O=p0H2OH2O=2.33060.99641kPa
                =2.3222 kPa
    2)溶液的渗透压
          =cRT
          c=n/V
          V==68.4+1000/1.024cm3=1.0434103cm3
          c== mol·dm—4=0.1915mol·dm—3
                                        =0.1915103mol·m—3
      =0.19151038.314293.15Pa=467Pa
兵斗者皆阵列在前2-4 用铂电极电解CuCl2溶液,    通过的电流为20A    经过15min后,    问(1)在阴极上能析出多少质量的cu?(2)在阳极上能析出多少体积的27100kPa下的cl2(g)?
            解:(1)在电解池的阴极上
              Cu2++2e-Cu(s)
              析出铜的质量:
           
            (2)在电解池的阳极上
              2Cl- Cl2(g)+2e-
              析出Cl2(g)的物质的量
              N=lt/ZF=(201560/296500)mol
                    =93.2610-3mol
             
                    =2.32710-3m3
云南腾冲旅游景点3-1 一密封刚性容器中充满了空气,并有少量的水。当容器于300K条件下达平衡时,器内压力为101.325kPa,若把该容器移至373.15K的沸水中,试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在,且可忽略水的任何体积变化。300K时水的饱和蒸气压力为3.567kPa

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