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华南理工大学
2003 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
(请在答题纸上做答，试后本卷与答题纸一同交回)
科目名称：物理化学
适用专业：材料物理化学、材料加工工程、环境工程、生物医学工程
点评：本套题题量偏多，至少多了 3 题，部分题难度偏大，且其中一道题所给的条件
有误，使学生根本无法计算。
1. 一绝热容器中装有 10mol、80 ℃ 的纯水。已知液态水的恒压摩尔热容 Cp,m(H2O,l) 为
75.3J·mol
-1
·K
-1
；水的摩尔气化焓和冰的摩尔焓分别为 40 kJ·mol
-1
、46.004 kJ·mol
-1
。在
101325Pa 下，为了使容器中的水温降至 50 ℃ 。试问：
(1) 需加入 0℃的冰为多少？
(2) 水和冰混合过程的总熵变。(10 分)
解：本题求解需冰的溶化焓，但题目没有给出，题目给的冰的摩尔焓没有任何意义，
所以是一个无法求解的题。也许，题目给的应该是冰的摩尔升华焓，这时冰的溶化焓可近
似计算如下：
fusH=subH－vapH= 46.004 kJ·mol
-1
－40kJ·mol
-1
＝6.004 kJ·mol
-1
(1) 设加入的冰量为 x mol，根据绝热条件有
Qp=H = n(H2O) Cp,m(H2O,l)(50－80)K+ x [fusH +Cp,m(H2O,l)(50－0)K] = 0
于是：
x ＝ n(H2O) Cp,m(H2O,l)×30K/ [fusH +Cp,m(H2O,l)×50K]
＝ 10mol×75.3J·mol
-1
·K
-1
×30K/[6004 J·mol
-1
+75.3J·mol
-1
·K
-1
×50K]
= 2.31 mol
(2) S = n(H2O) Cp,m(H2O,l)×ln(333.15K/353.15K)+
x [fusH /273.15K+Cp,m(H2O,l)×ln(333.15K/273.15K)]
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