習(xí)題課習(xí)題詳細(xì)解答

1、最新資料推薦第13章習(xí)題課習(xí)題詳細(xì)解答第13章習(xí)題課一、計(jì)算題(共14題102分)1.10分 (6619) 6619 293 K 時, 汞的外表張力 =4.8510-1 J m-2, 求 在此溫度及101.325 kPa的壓力 下, 將半徑R1= 1 mm的汞 滴分散成半徑 R2= 10-5 mm 的微小汞滴至少需要消耗多少功？ 解：2114AR= 2224ANR= 31313224343()RRNRR= 2322121122112313 28()(4()4)4(14()104.85104(10 )(14)10=0.609JrRWAARRRRRR = = = = 2. 5 分(6624) 66

2、24 水一空氣的外表張力在 293 K 時為72.7510-3 Nm-1 , 在303 K時 為71.1810-3 N m-1, 請計(jì)算298K 時,體系的(S/A)T, p ,(H/A) T,p 和(G/A)T, p 的值.解：3412,(71.18 72.75) 10()()1.58 10.303293T pp ASJ KmAT=(公 式 12.9 ),31232()(298)(293)()(298293)72.7510(1.5810)(298+293)0.07197 .71.97 10.T pp AGKKATJ mJm=+=,4122()()0.07197=298 ( 1.58 10 .

3、)0.11899 .T pp AHTATJ KmJ m=(公式 12.11) 3. 10 分(6640) 6640將5 g高分散、外表覆蓋薄水層的固體粉末, 投入同溫度的 水中,25 C時測定放出熱量為165.2 J .求此固體粉末的比外表 As25C時,水的外表張力=0.07197 N m-1,溫度系 數(shù)為-1.4910-4N m-1 K-1 .HHTATm H=解：比外表始：,()()T pp A=熱效應(yīng)：psQA,214()165.2 283.9.5(0.07197298 ( 1.49 10 )ppspAQQAmHmTTm g= 4. 1盼(6686) 6686 在 373 K 時, 水

4、 的飽和蒸氣壓為101.3 kPa, 外表張力 為0.0580 N m-1,在373 K 條件下,水中有一個含有50個氣態(tài)水分子的蒸氣泡,試求泡內(nèi)水的飽和蒸氣壓(373 K時,水的密度 =0.950103 kg m-3 ).解：氣泡體積：2332435508.31437346.023 102.54 1031.013 10nRTpVRm=98.46 10Rm=曲率半徑：9' 8.46 10Rm= 由 Kelvin 公式：339022 0.05801810ln()259.8 ' 0.95010(8.4610 )pMRTpR= 0259.8ln()0.0848.314373pp=00

5、.919pp=00.9190.919 101.393.2ppKpa=5. 5分(6687) 66871000 kg細(xì)分散CaSO4顆粒的比外表為3.38103 m2kg-1 ,它在298 K水中的溶解度為18.2 mmol dm-3 ,假定其為均一的球體,試計(jì)最新資料推薦算CaSO4(密度=2.96103kg m-3)顆粒的半徑,并從這個樣品的溶解度行為計(jì)算CaSO4-H2O的界面張力.(298 K時,大顆粒CaSO4在水中 的飽和溶液濃度為15.33 mmol dm-3 , CaSO4 的摩爾質(zhì)量為 13610-3 kg mol-1 ) 解：取 1000gCaSO4 計(jì)算 4313.378

6、10Vm=324' 3VR=32321343' 4VnVRR= 222232233444sAnRRRR= 7233333.0 103.38 102.96 10sRmA = 21212111n()()CMRTCRR= 12()oRRR=常規(guī)顆粒 32370221213610ln()299.32.96103.0 10CMRTCR=2022.2ln()298 8.314 ln425.1815.33CRTJC= 2425.181.42 .299.3J m= 6. 2 分(6691) 6691 在溫度為973.2 K 的熔爐中, 液 體鋁合金的密度為2350 kg m-3 .將一根直徑為

7、810-4 m的耐高溫毛細(xì)管插入其中(設(shè)液態(tài)鋁合 金能完全潤濕管內(nèi)壁),可以觀察到毛細(xì)上升現(xiàn)象.從液體鋁合金外表上升到毛細(xì)液柱彎月面下的高度為0.186m,毛細(xì)管的直徑為810-4 m,試計(jì)算鋁合金的外表張力.解：根據(jù)公式(12.16) 2AlghghR' = ?= 41' 2350 9.8 0.186 4 100.857 .22AlghRN m = 7. 5 分(6759) 6759 為使鋼液 不至從盛液容器底部的透氣多孔磚細(xì)孔中漏出,鋼液在容器中的高度應(yīng)限制：鋼液密度 =7000 kg m-3, =1.3 N m-1, 接觸角=150 , 透氣 孔半徑110-5 m .解：

8、容器底部透氣多孔石專中的細(xì)孔如下圖 R=為多少？ cos(180) ' R cos(180)RR= 使 用公式(12.16 ) 2FeghR 2 cos(180) ' R= 52 cos(180)21.3 cos(180 150)3.2811070009.8FehmRg= 8. 5 分(6821) 6821實(shí)驗(yàn)說明有機(jī)物稀溶液的外表張力存在下述關(guān)系：/w= 1 -0.411 lg(1 + x/a)w是水的外表張力,x是溶液的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),a是一有機(jī)物的特征常 數(shù), 對 n-戊 酸 a = 1.710-4, 計(jì)算 298 K, x = 0.01 時, 從 水溶液中吸附到外表上,每

9、個n-戊酸分子所占據(jù)的平均面積.w (298 K)= 7.210-2 N m-1.x=+=+解：(1 0.411lg(1)(1 0.1781n(1)WWxaa 4241a11.7 10( 0.178)7.210 (0.178)1.2600.01(1)(1)1.7 10Wdxadx= + 2620.01(1.260)8.314 298 5.08 10=.c dx dRT dcRT dxmol m = 19226232113.26 103.265.08 106.023 10AmnmL= 9.5 分(6837) 6837 CHBr3與H2O之間的界面張力為 4.08510-2 Nm-1, CHCl3

10、< H2O 的界面張力為 3.2810-2 N m-1, CHBr3 , CHCl3 和H2O的外表張力分別為4.15310-2, 2.71310-2最新資料推薦和7.27510-2 Nm-1,當(dāng)CHBr3和CHC13分別滴到H2O面上時, 用 計(jì) 算 方 法 說 明 能 否 鋪 展？ G= ?= + 解：22()B H OB gH O gS 當(dāng) 3BCHBr為時 232(4.0854.153 7.275)109.63 10.0SGJ m= ? = += 不 能鋪展 良 3BCHCl 為 時 222(3.282.713 7.275) 101.28 10.0SGJ m= ?= += 可以鋪

11、展 10. 5分(6840) 6840某外表活性劑濃度為 2 10-4 mol dm-3 的水溶液,用一種切片機(jī)的儀器,能撇去面積的一層薄外表,用此 方法測定外表活性劑外表超量為 3 10-6 mol m-2.求溶液的外表張力.T= 298 K 時,水的外表張力為 0.072 N m-1.解：An RT= 6323.6 108.314 2987.43 10 .n RTnRTJ mAA= 0 =3100.072 7.43 100.0646 .N m=11.10 分(6850) 685018c時,酪酸水溶液的外表張力與溶液濃度 c的關(guān)系為：3012.94 10 In 1 19.64cc=+$ (1

12、) 導(dǎo)出溶液的外表超額 與濃度c的關(guān)系；(2)求c=0.01 mol dm-3時溶液的外表超額；(3)求G ;(4)求酪酸分子的截面積.dcdc 解：(1) 319.640.25412.94 10()1 19.64+1 19.64+cccc= = 2( /cc)( /c c)0.254( /d c c)1 19.64+dcRTRTc= = (2) 7220.010.2548.5710 .8.314 298 1 19.64 0.01mol m =+(3) 當(dāng) 1cc 62( /cc)0.2540.2540.2545.3510 .19.6419.648.314 29819.64molmcRTRT=

13、 (4) 1922623113.1 100.315.35 106.023 10AmnmL= 12. 10 分(6965) 6965293 K 時, 水和正辛烷的外表張力分別為73和21.8 mNM-1,水-正辛烷界面的界面張力為50.8mN m-1o試計(jì)算：水和正辛烷間 的粘附功Wa水 和 正 辛 烷的 內(nèi) 聚功WC 正辛烷在水上的起始鋪展系數(shù) S 解：(1) 332()(50.8 73.2 21.8) 1044 10 .aWJ m= 烷烷 水 水 (2) 2,22 73= 146.CWmJ m=水水 2,22 21.8= 43.6.CWmJ m= 正辛烷正辛烷(3) 2(50.821.8 7

14、3)0.4.SmJ m= += 13. 10 分(7041) 7041 CHCl3(g)在活性炭上的吸附服從 Langmuir吸附等溫 式, 在298 K 時當(dāng)CHCl3(g)的壓力為5.2 kPa 及13.5 kPa 時, 平衡吸附量分別為0.0692 m3 kg-1及0.0826 m3 kg-1 (已換算成標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)),求：(1) CHCl3在活性炭上的吸附系數(shù)a;(2)活性炭的飽和容量G ;(3)假設(shè)CHCl3分子的截面積Ac=3210-20 m2 求 最新資料推薦 活性炭的比外表積.解:(1)(2) 1apap=+GG 0.0692520225200aa=+G 0.082613 5001 13 500+aa=G聯(lián)立解得：-4-1a= 5.3610 Pa 310.0940 mkg=G ( 3 )232021mc5210.0940 6.02 1030 10 mkg(STP)0.02247.58 10m=kgLAAV=G14.10 分(7192) 7192 某氣體物質(zhì)在一固體催化劑上異構(gòu)化反響,其機(jī)理如下：A+ KaAAKk2B + KK為催化劑的活化中央,外表反響為限制步驟,假定催化劑外表是 均勻的,(1)導(dǎo)出反響的速率方程式