热力学习题及答案ppt课件
热力学习题答案
热力学习题答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】第9章热力学基础一. 基本要求1. 理解平衡态、准静态过程的概念。
2. 掌握内能、功和热量的概念。
3. 掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。
4. 掌握循环及卡诺循环的概念，能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。
5. 了解可逆过程与不可逆过程的概念。
6. 解热力学第二定律的两种表述，了解两种表述的等价性。
7. 理解熵的概念，了解热力学第二定律的统计意义及无序性。
二. 内容提要1. 内能功热量内能从热力学观点来看，内能是系统的态函数，它由系统的态参量单值决定。
对于理想气体，其内能E仅为温度T的函数，即当温度变化ΔT时，内能的变化功热学中的功与力学中的功在概念上没有差别，但热学中的作功过程必有系统边界的移动。
在热学中，功是过程量，在过程初、末状态相同的情况下，过程不同，系统作的功A也不相同。
系统膨胀作功的一般算式为在p—V图上，系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。
热量热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。
热量也是过程量，其大小不仅与过程、的初、末状态有关，而且也与系统所经历的过程有关。
2. 热力学第一定律系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外作功，即热力学第一定律的微分式为3. 热力学第一定律的应用——几种过程的A、Q、ΔE的计算公式（1）等体过程体积不变的过程，其特征是体积V =常量；其过程方程为在等体过程中，系统不对外作功，即0A。
等体过程中系统吸收的热量与系统内V能的增量相等，即(2) 等压过程压强不变的过程，其特点是压强p =常量；过程方程为在等压过程中，系统对外做的功系统吸收的热量 )(12T T C M MQ P mol P -=式中R C C V P +=为等压摩尔热容。
（3）等温过程 温度不变的过程，其特点是温度T =常量；其过程方程为pV =常量在等温过程中，系统内能无变化，即（4）绝热过程 不与外界交换热量的过程，其特点是dQ=0，其过程方程pV γ=常量在绝热过程中，系统对外做的功等于系统内能的减少，即7. 循环过程 系统从某一状态出发，经过一系列状态变化后又回到了初始状态的整个变化过程。
2016第十章 热力学习题课
第 九 章 气 体 动 理 论
m i 3 E RT 10 8.311 124.7( J ) M 2 2
Q E W 124.7 209 84.3(J )
31
普 通 物 理 教 程
第十章 热力学习题
6. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作 功为 200 J．若此种气体为单原子分子气体 ，则该过程中需吸热___________ J；若为 双原子分子气体，则需吸热___________ J. 【分析与解答】
第 九 章 气 体 动 理 论
1
普 通 物 理 教 程
第十章 热力学习题
【分析与解答】 m i 因为 QV R T
M 2
第 九 章 气 体 动 理 论
m pV = RT M
氧气和水蒸气的自由度不同，吸收热量相等 则温度升高不同，压强增加亦不同。 正确答案是B。
，
2
普 通 物 理 教 程
第十章 热力学习题
WN2 WHe
p(V2 V1 ) TN2 5 p(V2 V1 ) THe 7
正确答案是B。
10
普 通 物 理 教 程
第十章 热力学习题
6. 一定量的理想气体，由初态a经历a c b过程到达终态b（如 图10-19示），已知a、b两状态处于同一条绝热线上，则 ______. (A）内能增量为正，对外作功为正，系统吸热为正。 （B）内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为正。 （C）内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为负。 （D）不能判断。
内能增加了ΔE = | W2 |
E = ；
Q=
第 九 章 气 体 动 理 论
29
普 通 物 理 教 程
第十章 热力学习题
热力学习题课超经典 共24页PPT资料
1、求Ta、Tb、Tc。 2、求气体在ab和bc 过程中吸收的热量， 气体内能的变化各如 何？ 3、气体在abc过程中 最高温度如何？
P(105Pa)
1.5 b
1a
0.5
c
0 1 2 3 V(10-3m3)
P(105Pa)
1.5 b
1、由 PV M RT 1 a
Mmol
0.5
求出求Ta、Tb、Tc。 0 1
T
Skn （玻氏熵公式）
热力学第二定律的实质：一切与热现象有 关的实际宏观过程都是不可逆的。
无摩擦的准静态过程才是可逆的
熵增加原理：孤立系统内部所发生的过程 总是向着状态几率增大的方向进行
= 可逆过程
孤立系统 dS0 > 不可逆过程
例：0.1mol的单原子理想气体，经历一准 静态过程abc，ab、bc均为直线。
(A) (1)过程中吸热，(2) 过程中放热．
√(B) (1)过程中放热，(2) 过程p中吸热．
(C) 两种过程中都吸热． (D) 两种过程中都放热．
a
(2)
分析： 作一循环a(1)ba, 这是逆循环.
(1)
b
W<0, △E=0, Q<0,
O
V
(1)过程中放热;
同理可得(2) 过程中吸热。
练习13 第四题 容积为10L的盒子以速度 v=200m/s匀速运动，容器中充有质量为50g 温度为18C的氢气，设盒子突然停止，气体 的全部定向运动动能都变为气体分子热运动 动能，容器与外界没有热交换，则达到热平 衡后，氢气的温度将增加——K;氢气的压强将 增加 —— Pa
c
2 3 V(10-3m3)
2、a
b，
M QabMmoC lV(TbTa) E
第2章 化学热力学初步(习题解)
第2章化学热力学初步（习题解）第二章化学热力学初步1. 热力学第一定律?U?Q?W,由于U为状态函数，所以Q和W也是状态函数，对吗？为什么？答：不对。
Q和W只有在能量交换的时候才会有具体的数值，并且随途径不同，共和热的数值都会有变化，所以不是状态函数。
2. 解释下列名词 (1) 体系与环境 (2) 热（Q） (3) 功（W）(4) 焓（H）和焓变（?H） (5) 热力学能U(6) 恒容反应热（QV）和恒压反应热（Qp）答：(1) 热力学中称研究的对象为体系，称体系以外的部分为环境。
(2) 体系在变化过程中吸收的热量为Q。
(3) 体系对环境所做的功。
(4) H＝U+PV当泛指一个过程的时候，其热力学函数的改变量为焓变。
(5) 体系内一切能量的总和叫热力学能。
(6) 在恒容过程中完成的化学反应，其热效应称为恒容反应热。
在恒压过程中完成的化学反应，其热效应称为恒压反应热。
3. 什么叫状态函数？它具有何特性？答：藉以确定体系状态的物理量称为体系的状态函数。
它具有加和性。
4. 何谓热效应？测量方法有哪两种？答：化学反应的热效应为当生成物和反应物的温度相同时，化学反应过程中的吸收或放出的热量。
可以选择恒压和恒容两种条件下测量。
5. 什么叫热化学方程式？书写热化学方程式要注意哪几点？答：表示出反应热效应的化学方程式叫做热化学方程式。
书写化学方程式时要注意一下几点：(1)写热化学方式式，要注意反应的温度和压强条件，如果反应是在298K和1.013×105Pa下进行时，习惯上不予注明。
（2）要注明物质的聚集状态和晶形。
（3）方程式中的配平系数只是表示计量数，不表示分子数。
但计量数不同时，同一反应的反应热数值也不同。
6. ①无机化学中常用的反应热有哪几种？反应热的实质是什么？什么类型的化学反应QV＝Qp？等摩尔的NaOH和NH3・H2O溶液分别与过量的HCl溶液中和所放热量是否相等？为什么？②反应2N2（g）＋O2（g）＝2N2O（g）在298K时，ΔrHm?=164KJ・mol-1, 求反应的ΔU?答：①无机化学中常用的反应热有恒压反应热和恒容反应热。
普通物理学热力学答案PPT课件
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解：(1)
M Q =Δ E =
M
i
RΔ T = 2 C Δ T
2
V
mol
Q
ΔT =
=
500
2C
5
V 2× 2 × 8.31
= 12K
T = T + Δ T = 120C
0
M
V
(2)
Q =A =
R T ln
2
T
TM
0
V
mol
1
V
ln
2=
V
1
Q
T
M RT
500 =
2×8.31×273
= 8.31×353×ln2
= 2033 J
Q = Q + Q =Δ E + A
1
2
1
2
=1246+2033=3279J
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V
(2)
A = A = R T ln
1
0
V
0
= 8.31×293×ln2
Δ E = C ΔT
2
V
5
= 2 × 8.31
×60
= 1678 J
(3) p
=
C
1 (
V
1
1 )
V
2
(2)
pV = R T
C =R T
V
C T=
RV
T= 1
C
RV 1
T= 2
C
RV 2
V >V
2
1
T <T
2
1
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工程热力学课后题答案免费 ppt课件
n
p1
1-14 测得某汽油机气缸内燃气的压力与容积对应值如下表所示，求燃气在该膨胀过程中
所作的功。
p / MPa 1.655 V / cm 3 114.71
1.069 163.87
0.724 245.81
0.500 327.74
0.396 409.68
0.317 491.61
0.245 573.55
6
4
工程热力学第 4 版习题解
（2）
+ + + 2
a
w = 1 pdV =
pdV + 1
2
pdVa
+ + a
= 1 (0.4
0.5V ) × 610 dV + (0.4
0.5 × 0.6) × 106 dV
2 a
= [0.4(Va
0.5 V1 ) 2 (Va 2
V21 ) + 0.1× (V2
Va )] × 106
解：
PT= (1 2 ) + PC = (1MW 0.58MW) 0.02MW = 0.44MW
6
8
工程热力学第 4 版习题解
t =1 2 =1 1
0.58MW = 0.42 1MW
1 18 汽车发动机的热效率为 35%，车内空调器的工作性能系数为 3，求每从车发动机输出循环净功
32 °F ，汽点是 212 °F ，试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
= {t}° F 32 {t}° C 0 212 32 100 0
180
9
{t}° F =100 {t}° C + 325= {t}° C + 32
1-2 英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{T }° R = {t}° F + 459.67 。已知热力学绝对温
热力学习题与答案（原件）讲解
材料热力学习题1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P PST V )()(∂∂-=∂∂。
答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δWdS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdVdH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdTdG 是全微分，因此有：TP P TP ST V ，PT G T P G ，T V P G T P T G P S T G P T P G )()()()()()(2222∂∂-=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂∂-=∂∂∂∂=∂∂∂因此有又而2、论述： 试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。
（假设两固相具有相同的晶体结构）。
由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。
根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。
在低温T 3，固相α的自由能总是比液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。
3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。
第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即：α→β+ α1α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。
图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动力。
4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1（即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。
大学物理热力学基础习题与解答 PPT
QAB
m M
CP (TB
TA )
8 V/m3
5 2
( pBVB
p AVA )
14.9 105 J
全过程：Q QBC QAB 14.9 10 5 J 由图得， TA TC
E 0
W Q E 14.9105 J
3. 图所示，有一定量的理想气体，从初状态 a
3 4
ln
4
p1V1
净热量为
Q
W
3 4
ln
4
p1V1
4. 设燃气涡轮机内的理想气体作如图所示的循环过程， 其中 1 2 ，3 4 为绝热过程；2 3 ，4 1 为 等压过程，证明此循环的效率为
1
1 p1 p2
解：在等压过程中吸热为
T3
p2
由上述二式得： T1 T4 T4 T1 T2 T3 T3 T2
从而证得循环的效率为
1
1 T1
T2
1
p1 p2
[B ]
8. 如图，一卡诺机由原来采用循环过程 a b c d a
改为采用循环过程 ab' c' da ，则循环过程 的
（A）净功增大，效率提高； （B）净功增大，效率降低； （C）净功和效率都不变； （D）净功增大，效率不变
Wabcd Wab'c' d
1 T2
T1
[D]
p a
b b
E E3 E4 1246 .5 J
2. 一定量的单原子分子理想气体，从A态出发经过等压过 程膨胀到B态，又经过绝热过程膨胀到C态，如图所示。 试求这全过程中，该气体对外所做的功、内能的增量以及 吸收的热量。
热力学课程习题解答-109页精选文档
目录第一章 (1)第二章 (18)第三章 (258)第一章 温 度1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？ 解：（1）Q 9325F t t =+∴当F t t =时，即可由9325t t =+，解得325404t ⨯=-=- 故在40c -o 时 F t t =（2）又Q 273.15T t =+ ∴当F T t =时 则即9273.15325t t +=+ 解得：241.155301.444t ⨯== ∴273.15301.44574.59T K =+= 故在574.59T K =时，F T t =（3）Q 273.15T t =+ ∴若T t = 则有273.15t t += 显而易见此方程无解，因此不存在T t =的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg 。
（1）用温度计测量300K 的温度时，气体的压强是多少？ （2）当气体的压强为68mmHg 时，待测温度是多少？ 解：对于定容气体温度计可知：()273.15trPT P K P = (1) 115030055273.16273.16tr P T P mmHg ⨯===(2) 2268273.16273.1637250tr P T KK K P === 1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K ，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
题1-4图解：根据00lim ()273.16limtr tr P P trP T T P K P →→==已知 冰点273.15T K =你∴0273.15lim0.99996273.16273.16tr P trP T KP K K →==。
1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强500tr P mmHg =；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为734P mmHg =,当从测温泡中抽出一些气体,使tr P 减为200mmHg 时,重新测得293.4P mmHg =,当再抽出一些气体使tr P 减为100mmHg 时,测得146.68P mmHg =.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据273.16trPT K P =333146.68273.16273.16400.67100tr P T KK K P === 从理想气体温标的定义：0273.16limtr P trPT K P →=依以上两次所测数据,作T-P 图看趋势得出0tr P →时,T 约为400.5K 亦即沸点为400.5K. 1-5 铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。
热力学习题答案
第1章 《热力学》习题解答1-1若一打足气的自行车内胎在7.0C 时轮胎中空气压强为54.010Pa ⨯，则在温度变为37.0C 时，轮胎内空气压强为多少？（设内胎容积不变）[解]：轮胎内的定质量空气做等容变化状态1 Pa P K T 511100.4,280⨯== 状态2：?,28022==P K T 由查理定律得Pa Pa P T T P T T P P 55112212121043.4100.4280310⨯=⨯⨯==⇒= 1-2 氧气瓶的容积为233.210m -⨯，其中氧气的压强为71.310Pa ⨯，氧气厂规定压强降到61.010Pa ⨯时，就应重新充气，以免经常洗瓶. 某小型吹玻璃车间平均每天用去30.40m 在51.0110Pa ⨯压强下的氧气，问一瓶氧气能用多少天？（设使用过程中温度不变）[解]：设氧气瓶的容积为320102.3m V -⨯=，使用过程的温度T 保持不变使用前氧气瓶中，氧气的压强为Pa P 71103.1,⨯= 根据克拉帕龙方程nRT PV =得： 使用前氧气瓶中，氧气的摩尔数为RTV P n 011,=氧气压强降到Pa P 62100.1,⨯=时，氧气瓶中，氧气的摩尔数为RTV P n 022,=所以能用的氧气摩尔数为()21021,P P RTV n n n -=-=∆ 平均每天用去氧气的摩尔数RTV P n 333,=故一瓶氧气能用的天数为()()5.91001.140.010113102.3,562332103=⨯⨯⨯-⨯=-=∆=-P V P P V n n N 1-3在湖面下50.0m 深处（温度为4.0C ），有一个体积为531.010m -⨯的空气泡升到湖面上来. 若湖面的温度为17.0C ，求气泡到达湖面的体积.（取大气压为50 1.01310Pa p =⨯）[解]：空气泡在湖面下50.0m 深处时，3511100.1,277m V K T -⨯==Pa P gh P 5530110013.610013.15010100.1⨯=⨯+⨯⨯⨯=+=ρ气泡到达湖面时，Pa P K T 522100.1,290⨯==由理想气体状态方程222111T V P T V P =得： 35351122121029.6100.12772900.1013.6m m V T T P P V --⨯=⨯⨯⨯=⋅=1-4如图所示，一定量的空气开始时在状态为A ，压力为2atm ，体积为l 2, 沿直线AB 变化到状态B 后，压力变为1 atm ，体积变为l 3. 求在此过程中气体所作的功。
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400 K 400 K
两种理想气体。开始时活塞用销
绝热活塞
钉固定，当销钉去掉后，活塞移 1013.25 kPa 1013.25 kPa
动。当系统达平衡时，求此过程 固定导热隔板
旳 W、H 和S。A(g)与B(g)
旳 Cv,m= 3R/2。
解：
A
B
A
B
2 mol 400 K
2 mol 400 K
2 mol T
a. ΔG> ΔA; b. ΔG< ΔA; c. ΔG= ΔA; d.两者无法比较。 ΔA=ΔU-TΔS= -TΔS ΔG=ΔH-TΔS= -TΔS
6. 工作在100℃和25 ℃两个热源之间旳卡诺热机旳热机效
率是 a
T1 T2 75 20%
a. 20% ; b. 25%; T1 c. 73753%; d.100%
a.绝热密闭刚性容器中进行旳化学反应过程＿＿ΔU＿＿＿ b.某物质旳恒温、恒压可逆相变过程＿＿＿Δ＿G ＿＿＿
c.系统所经历旳任一不可逆循环过程＿＿＿＿＿全＿部＿
三、简答
1. 有关公式ΔGT，p＝WR'旳下列说法是否正确？为何？
(1) “体系从 A 态到 B 态不论进行什么过程 ΔG 值
为定值且一定等于W＇”； (2) “等温等压下只有体系对外做非体积功时G才降低”；
12
解:
A(l)
1
T1=310K p1=81.06kPa
A(l)
T2=360K p2=p1
2
A(g) T3=T2
3
p3=p2
A(g)
T4=380K p4=50.6625kPa
ΔH1=Cp,m(l)(T2－T1)=[75×(360－310)]J·mol-1=3750 J·mol-1 ΔH2= ΔvapHm=40kJ ·mol-1
第01章--热力学基本定律--习题及答案
第一章 热力学基本定律习题及答案§ 1. 1 （P10）1.“任何系统无体积变化的过程就一定不做功。
”这句话对吗？为什么？解：不对。
体系和环境之间以功的形式交换的能量有多种，除体积功之外还有非体积功，如电功、表面功等。
2. “凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。
”这结论正确吗？举例说明。
答：“凡是系统的温度下降就一定放热给环境”不对：体系温度下降可使内能降低而不放热，但能量可以多种方式和环境交换，除传热以外，还可对外做功，例如，绝热容器中理想气体的膨胀过程，温度下降释放的能量，没有传给环境，而是转换为对外做的体积功。
“温度不变时则系统既不吸热也不放热”也不对：等温等压相变过程，温度不变，但需要吸热(或放热), 如P Ө、373.15K 下，水变成同温同压的水蒸气的汽化过程，温度不变，但需要吸热。
3. 在一绝热容器中，其中浸有电热丝，通电加热。
将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q 或W 大于、小于还是等于零？（讲解时配以图示） 解：（1）以电热丝为系统：Q<0，W>0（2）以水为系统：Q>0，W=0（忽略水的体积变化） （3）以容器内所有物质为系统：Q=0，W>0（4）以容器内物质及一切有影响部分为系统：Q=0，W=0（视为孤立系统）4. 在等压的条件下，将1mol 理想气体加热使其温度升高1K ，试证明所做功的数值为R 。
解：理想气体等压过程：W = p(V -V ) = pV -PV = RT -RT = R(T -T ) = R5. 1mol 理想气体，初态体积为25dm , 温度为373.2K ，试计算分别通过下列四个不同过程，等温膨胀到终态体积100dm 时，系统对环境作的体积功。
（1）向真空膨胀。
（2）可逆膨胀。
（3）先在外压等于体积50 dm 时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50 dm ，然后再在外压等于体积为100dm 时气体的平衡压力下，使气体膨胀到终态。
高二物理竞赛热力学基础习题PPT(课件)
T T1
T T1
T T1
知识点：熵变的计算公式
* 1. 1mol氢气在压强1个大气压，温度20C时，其体积
为V1，今使其经以下两种过程到达同一状态，试分别 计算下述两种过程中气体吸收的热量，对外做功和气 体内能的增量，并做P-V图。（1）先保持体积不变， （1）先保持体积不变，加热，使温度升高到80 C，然后作等温膨胀，体积变为原来的两倍。
应用
100 C
B
O 1 2 3V (m 3 )
4. 1 mol 理想气体在T1=400 K的高温热源与T2=300 K 的低温热源间作卡诺循环(可逆的)，在400 K的等温 线上起始体积为V1= 0.001 m3，终止体积为V2= 0.005 m3，试求此气体在每一循环中(1)从高温热源吸收的 热量Q1；(2)气体所作的净功；(3)气体传给低温热源 的热量Q2。 知识点：卡诺循环，热机效率的一般定义
知识点：理想气体的状态方程，理想气体对外做功 两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体），开始时它们的压强和温度都相等，现将6 J热量传给氦气，
使之升高到一定温度。 如图，一定质量的理想气体，其状态在p-T图上沿着一条直线从平衡态a变到平衡态b，下列说法正确的是：
公式，理想气体内能公式，等压吸热公式，气体分 （C） b1a过程吸热，作正功；
4. 如图，一定质量的理想气体，其状态在p-T图上沿着
一条直线从平衡态a变到平衡态b，下列说法正确的是：
(1)这是一个膨胀过程 (2)这是一个等体过程
p
p2
b
(3)这是一个压缩过程 (4)数据不足，无法判断
p1
a
知识点：理想气体的物态方程
T1 T2
T
物化作业答案热力学第二定律PPT课件
U U1 U2 U3 0 27940 2868.3 30.809KJ
H H1 H2 H3 0 30878 2868.3 33.746KJ
S S1 S2 S3 7.618 87.40 8.36 103.08J K 1
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6、有1mol理想气体，初态为T1=298.2K，P1=100KPa，经下列三种过程达终态 P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、U、H、G、A和S隔。 （1）恒温可逆过程； （2）绝热可逆压缩； （3）自始至终用600KPa的外压恒温压缩。 已知系统的Cp,m=7R/2，初态的标准熵Sθm(298K)=205.3 JK-1mol-1。
解：Tp11
80.10C 353.3K 40.53KPa
T1 353.3K 恒温①可逆 p2 101.325KPa
T1 可逆②相变 p2
T2 =60 0C 恒压③降温 p2
333.2K
g
g
l
l
①恒温可逆 因为恒温， U1 0 H1 0
W1
nRT1 ln
p1 p2
解：（2）自由膨胀 与（1）始末态相同，∴
∵理想气体的自由膨胀，Q=0，
S系,2 S系，1 191.4J K1
Q
S环,2
T
0
S隔,2 S系,2 S环,2 191.4J K1
第6页/共18页
3、有10molCO2（视为理想气体）由25℃、1013.25KPa膨胀到25℃、 101.325KPa。计算下列过程中的S系，S环及S隔。假定过程是：（1）可逆 膨胀； （2）自由膨胀；（3）对抗外压101.325KPa膨胀。
p1 p2
10 8.314 ln 1013.25 101.325
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三、简答
1. 关于公式ΔGT，p＝WR'的下列说法是否正确？为什么？
(1) “体系从 A 态到 B 态不论进行什么过程 ΔG 值
为定值且一定等于W＇”； (2) “等温等压下只有体系对外做非体积功时G才降低”；
答：(1)不对,只有在 T,p 一定的可逆过程中,体系的
ΔGT
，
才等
p
于
WR＇
;在
其它
条件
下
,
不可
逆过
程中
ΔGT,p不等于WR＇。
(2) 不对,体系的吉布斯自由能是状态函数,假如GB
＜GA，则由A至B的等温等压过程是自发的,但不
论在实际过程中体系是否对外作非体积功,体系自
由能都是降低的。
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2. 263K 的过冷水结成 263K 的冰，ΔS＜0，与熵 增加原理相矛盾吗？为什么？
3.1mol 纯液体在其正常沸点时完全气化,该过程增大的量 是： c
a.蒸气压； b.气化热； c.熵； d.吉布斯函数。
4.液态水在100℃及101kPa下气化，则该过程 d
a. ΔH=0； b. ΔS=0; c. ΔA=0; d. ΔG=0. P126
5. 1mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则 c
答：并不矛盾，熵增加原理适用条件是孤立体 系或绝热体系，而上述过程并不具备这个特定 条件，体系与环境间有热交换，不是孤立体系 或绝热体系，ΔS 可以小于零。而总熵会大于 零的。
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3．指出下列各过程中，物系的∆U、∆H、∆S、∆A、∆G
中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程； ⑵ 实际气体节流膨胀过程；
ΔS(环境)>0, ΔS(环境)>0,
ΔΔSS((总总))<>00；；Δ则S:(Δ系S统(环)<境0);>0;
8.在等温等压下发生不可逆电池反应，其计算公式为：
1）S H / T; 3）S Q实 / T
2） S （G H）/ T; 4）以上三种都不是
（2）
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9．一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A→B
d.100%
7. 在-20 ℃和下101kPa下，过冷水结成冰，则系统、环境
及总熵变为 d
过冷水结冰是自发
a. ΔS(系统)<0, ΔS(环境)<0, ΔS(总)<0；过程则:ΔS(总)>0;
b. ΔS(系统)>0, ΔS(环境)>0, ΔS(总)>0；有序性增加则:
c. d.
ΔS(系统)<0, ΔS(系统)<0,
一选择题
1. 1mol 单原子分子理想气体，经过一个循环过程W为
－100J，则Q为： ∵ΔU=0 ∴Q=-W
b
a. 0; b. 100J; c. -100J; d.求不出(因不知过程可逆与否)
2.理想气体在可逆绝热膨胀过程中 ∵dS=δQr/T
b
a. U 增加； b. S 不变； c. S 增大； d. T 不变。
P1=101.3kPa
P2=405.3kPa
P3
P4= P3
上一页,下一面
解: 1
上一页,下一面
二.填空 1. 1×10-3kg水在373K，101325Pa的条件下汽化为水蒸气，
有ΔU1,ΔH1和ΔG1；现把1×10-3 kg的H2O（温度、压 力同上）放在真空箱中，控制体积，使终态蒸气压也 为101325Pa，这时热力学函数变量为ΔU2，ΔH2和 ΔG2。问这两组热力学函数的关系为_______
为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，那么
曲边梯形ACca的面积表示的功等于：（C） (A) B→C的内能变化 ； (B) A→B的内能变化 ； (C) C→A的内能变化 (D) C→B的内能变化
10.常压下 —10℃ H2O(l)变成—10℃的冰，该过程中 Gibbs自由能和焓的变化是：
1) G0, H0;
a. ΔG> ΔA; b. ΔG< ΔA; c. ΔG= ΔA; d.二者无上法一页比,下一较面 。 ΔA=ΔU-TΔS= -TΔS ΔG=ΔH-TΔS= -TΔS
6. 工作在100℃和25 ℃两个热源之间的卡诺热机的热机效
率是 a
T1 T2 75 20%
a. 20% ; b. 25%; T1 c. 73753%;
⑶ 理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；
⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；
⑸ 0℃、p时，水结成冰的相变过程；
⑹ 理想气体卡诺循环。
(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0；(3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0； (5) ΔG = 0；
(6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。
(A) ∆U = T∆S； （B） ∆S =(∆H - ∆G)/T ；(C) ∆H = T∆S + V∆p； (D) ∆GT,p = 0。
（B） 上一页,下一面
13、 △ S = △H/T适合于下列过程中的哪一个？ (A) 恒压过程 ； (B) 绝热过程 ； (C) 恒温过程 ； (D) 可逆相变过程 。（D）
2） G0, H 0
3）G 0, H 0;
4）G0, H 0 （4） 上一页,下一面
11．下列计算熵变公式中，哪个是错误的： （D）
(A)水在25℃、可逆蒸发为水蒸气：△ S = △ H/T ；
(B)任意可逆过程：dS = (δQ/dT)R ； (C)环境的熵变： dSSur =- Qsys/T； (D)在等温等压下，可逆电池反应： △ S = △ H/T 12．在 -10℃、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程 中，下列哪个公式可以适用：
ΔU1=ΔU2,ΔH1=ΔH2,ΔG1=ΔG2
2.封闭系统，W’=0时，下列过程中ΔU、 ΔH、 ΔS、 ΔA、 ΔG何者必为零。
a.绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程＿＿ΔU＿＿＿ b.某物质的恒温、恒压可逆相变过程＿＿＿Δ＿G ＿＿＿ c.系统所经历的任一不可逆循环过程＿＿＿＿＿全＿部＿
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四.计算题 1. 1mol 理想气体(CV,m=2.5R)在300K,101kPa下恒熵压缩
到4×101kPa，再恒容升温到500K，最后恒压降温至 400K,求整个过程的W、ΔS、ΔA及 ΔG。 已知Sm(300K)=20J·K-1mol-1
T1=300K ΔS1=0 T2
ΔV=0 T3=500K Δp=0 T4=400K