题目

?摇一汽缸的初始体积为V０，其中盛有2mol的空气和少量的水（水的体积可以忽略）.平衡时气体的总压强是3.0atm，经做等温膨胀后使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为2.0atm.若让其继续做等温膨胀，使体积再加倍.试计算此时：1.汽缸中气体的温度；2.汽缸中水蒸气的摩尔数； 3.汽缸中气体的总压强. 答案：见解析【试题分析】1.只要有液态水存在，平衡时汽缸中气体的总压强就等于空气压强与饱和水蒸气压强之和：               p总０=p空０+p饱=3.0atm（1）第一次膨胀后      V１=2V０               p总１=p空１+p饱=2.0atm（2）由于第一次膨胀是等温过程，所以               p空０=2p空１（3）解（1）、（2）、（3）三式，得               p饱=1.0atm（4）               p空０=2.0atm（5）               p空１=1.0atm（6）由于p饱=1.0atm，可知汽缸中气体的温度               T０=373K（7）根据题意，经两次膨胀，气体温度未改变.2.设水蒸气为γ水mol.经第一次膨胀，水全部变成水蒸气，水蒸气的压强仍为p饱，这时对于水蒸气和空气由克拉珀龙方程分别有               p饱V１=γ水RT０（8）               p空１V１=γ空RT０=2RT０（9）由此二式及（5）、（6）式可得                γ水=2mol（10）3.在第二次膨胀过程中，混合气体可按理想气体处理，有                p总２V２=p总１V１（11）由题意知，V２=4V０，V１=2V０，再将（2）式代入，得p总２=1.0atm.

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