Question

【題目】質量為2.Okg、溫度為-13℃、體積為的氟利昂（相對分子質量為121）,在保持溫度不變的條件下被壓縮，其體積變為。試問：在此過程中有多少千克的氟利昂被液化？已知在-13℃時，液態氟利昂的密度，飽和蒸汽壓。氟利昂的飽和蒸汽可近似看做理想氣體。

Answer 1

【答案】0.84kg

【解析】

本題是通過氟利昂的等溫壓縮，使之部分液化，該過程中氟利昂的飽和氣可視為理想氣體。利用理想氣體狀態方程及題中已知條件，可解出壓縮后液態氟利昂的質量。但也必須考慮到在壓縮前是否已有部分液態氟利昂，若有，應從中減去，若無，則全部是在壓縮過程中生成的。為此需計算壓縮前氣態氟利昂的壓強，若小于飽和氣壓，則壓縮前并無液態氟利昂。

首先計算壓縮前氣態氟利昂的壓強，設壓縮前，氟利昂全部呈氣態，體積，由克拉珀龍方程得

。

可見氟利昂的初始狀態為未飽和氣，無液態氟利昂存在。

設氟利昂經等溫變化后，液化部分的質量是，體積是，氣態部分的質量是，體積是。氟利昂達飽和汽時有

，，

，，

聯立得

，

即。

即在等溫壓縮過程中有0.84kg氟利昂被液化。