2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标
准状态下
2
N 的比容和密度；（3）
MPa
p 1.0=，
500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解：（1）2N 的气体常数
28
8314
0=
=
M R R ＝296.9)/(K kg J • （2）标准状态下2N 的比容和密度
101325
273
9.296⨯=
=p RT v ＝0.8kg m
/3
v
1=
ρ＝1.253/m kg （3）
MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv
Mv ＝p
T
R 0
＝64.27kmol m
/3
2-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力
30
1=g p kPa ，终了表压力
3
.02=g p Mpa ，温度由t1＝45
℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝101.325 kPa 。
解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO 2的质量
1
1
11RT v p m =
压送后储气罐中CO 2的质量
2
222RT v p m =
根据题意
容积体积不变；R ＝188.9
B p p g +=11
（1）
B p p g +=22
（2）
27311+=t T （3） 27322+=t T
（4）
压入的CO 2的质量
)1
1
22(21T p T p R v m m m -=
-= （5）
将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得
m=12.02kg
2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每
小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题
1000)273
325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=
-=T p T p R v m m m ＝41.97kg
2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa
的空气3 m 3，充入容积8.5 m 3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到0.7MPa ？设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法：
首先求终态时需要充入的空气质量
288
2875.810722225⨯⨯⨯==RT v p m kg
压缩机每分钟充入空气量
288
28731015⨯⨯⨯==RT pv m kg
所需时间
==
m
m t 2
19.83min 第二种解法
将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1MPa 一定量的空气压缩为0.7MPa 的空气；或者说0.7MPa 、8.5 m 3的空气在0.1MPa 下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程
const pv =
0.7MPa 、8.5 m 3的空气在0.1MPa 下占体积为
5.591
.05
.87.01221=⨯==
P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩0.1MPa 的空气3 m 3，则要压缩59.5 m 3
的空气需要的时间
==
3
5
.59τ19.83min
2－8 在一直径为400mm 的活塞上置有质量为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg 。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B ＝101kPa ，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？
解：热力系：气缸和活塞构成的区间。 使用理想气体状态方程。 （1）空气终态温度
==
11
2
2T V V T 582K （2）空气的初容积
p=3000×9.8/(πr 2)+101000=335.7kPa
==
p
mRT V 1
10.527 m 3
空气的终态比容
m V m V v 1
222==
＝0.5 m 3/kg 或者
==
p
RT v 2
20.5 m 3/kg （3）初态密度
527.012
.211==
V m ρ＝4 kg /m 3 ==2
12v ρ 2 kg /m 3
2-9
解：（1）氮气质量
300
8.29605.0107.136⨯⨯⨯==RT pv m ＝7.69kg
（2）熔化温度
8
.29669.705.0105.166⨯⨯⨯=
=mR pv T ＝361K
2－14 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为
%2.232=go ，%8.762=N g 。试求空气的折合分子量、
气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。 解：折合分子量
28768
.032232.01
1+==
∑i
i M
g M ＝28.86
气体常数
86
.288314
0=
=
M R R ＝288)/(K kg J • 容积成分
2/22Mo M g r o o =＝20.9％ =2N r 1－20.9％＝79.1％
标准状态下的比容和密度
4
.2286
.284.22=
=
M ρ＝1.288 kg /m 3 ρ
1
=
v ＝0.776 m 3/kg
2-15 已知天然气的容积成分%974
=CH r ，%6.06
2=H C r ，
%
18.083=H C r ，
%18.0104=H C r ，
%
2.02=CO r ，
%83.12=N r 。试求：
（1） 天然气在标准状态下的密度； （2） 各组成气体在标准状态下的分压力。 解：（1）密度
5818.04418.0306.01697(+⨯+⨯+⨯+⨯==∑i i M r M ＝16.48
30/736.04
.2248
.164.22m kg M ===
ρ （2）各组成气体在标准状态下分压力 因为：
p r p i i =
==325.101*%974CH p 98.285kPa
同理其他成分分压力分别为：（略）
