1b 热一律例题(1)

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物化热力学第一定律答案

物化热力学第一定律答案思考题解答1.在298.15K，p时，下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现，并分别称为途径a和b，过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示Ha,QaZn()+CuSO4(aq)则以下结论能成立的是()A.ΔHa=ΔHbB.Qa=QbC.ΔHb=QbD.ΔHa<Qa解答：答案为A。

焓H是状态函数，两个过程的始终态一样，所以状态函数的变化量一样。

2.对于理想气体，Q可写成下式：Q=CVdT+(明δQ 不是全微分，而QTnRTV)dV，其中CV只是T的函数，试证Hb,QbCu()+ZnSO4(aq)是全微分。

解答：状态函数在数学上是单值连续函数，具有全微分性质。

具有全微分性质的函数显示下述特性：设函数Zf(某,y)，则ZZdZd某dyMd某Ndy某yy某特性(1)：循环积分等于零，即dZ0表示该函数是单值的，Z仅决定于始、终态，而与积分途径无关。

特性(2)：具有对易关系，即MNy某y某这是全微分的充要条件，可以用于检验某函数是否是全微分性质，某物理量是否为状态函数。

(1)QCVdT(（理想气体：CVnRTV)dVnRT/VnR）0，而0TVTVV上述两式不等，不符合对易关系，因此，Q不具全微分性质，Q不是状态函数。

QTCVnRdTdVTV(2)理想气体：CV/T0,VTnR/V0TV上述两式相等，符合对易关系。

因此，QT具有全微分性质。

3.在101.325kPa和373.15K条件下，1mol水定温蒸发为水蒸气，假设水蒸气为理想气体，因为系统的温度不变，所以U=0，Qp=CpdT=0。

这一结论是否正确，为什么？解答：不正确，这两个公式都不适合包含相变的过程。

4.试证明理想气体绝热过程的功可用下式表示：Wp2V2p1V11其中CpCV解答：绝热过程，Q0WUCV(T2T1)CV(p2V2pV)11nRCV(pV22pV)1CpCV1p2V2p1V15.如下图所示，AB为定温可逆过程，AC为绝热可逆过程。

例题1-1：第六节供暖设计热负荷计算例题

已知条件
•已知围护结构条件：
•地面：不保温地面。K值按划分地带计算。
•北京市室外气象资料：来自•供暖室外计算温度tw'＝-9℃
•累年(1951年～1980年)最低日平均温度 tp.min＝-17.1℃ •冬季室外平均风速vp.j＝2.8m／s
101房间供暖设计热负荷计算步骤：
101房间供暖设计热负荷计算步骤：
第六节供暖设计热负荷计算例题
[例题1-1]: 图 1-7 所示为北京市一民用办公建筑的平面图和剖面图,计算其中会议室(101号房间)的供暖设计热负荷。
已知条件
• 已知围护结构条件： • 外墙：一砖半厚 (370mm) ，内面抹灰砖墙。 K ＝ 1.57W ／㎡· ℃，D=5.06（围护结构热惰性指标） • 外窗：单层木框玻璃窗。尺寸(宽×高)为 1.5m×2.0m。窗型为带上亮(高0.5m)，三扇两开窗。可开启部分的缝隙总长为13.0m。 • 外门：单层木门。尺寸 ( 宽×高 ) 为 1.5mx2.0m 。门型为无上亮的双扇门。可开启部分的缝隙总长度为9.0m。 • 顶棚：厚25mm的木屑板，上铺50mm防腐木屑。K=0.93 W ／㎡· ℃,D=1.53
101房间供暖设计热负荷总计为：
Q2 +Q3 25268 904 245 26420 Q Q1
W
作业：

内能功热量热力学第一定律

动能越大
D．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均
动能越大
例题3、下列说法正确的是
（ D）
A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加
B．机械能完全转化成内能是不可能的
C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变
D．一定量气体对外做功，气体的内能不一定减少
例题4：
一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一
(2)①由热力学第一定律可得
ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J
气体的内能增加了160 J.
②由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态Ⅱ回到状态Ⅰ的过程中内能的变化应等于从状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程中内能的变化，则从状态Ⅱ到状态Ⅰ的内能应减少160 J
即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得： ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J，即外界对气体做功80 J.
【答案】(1)D (2) ①增加了160 J ②外界对气体做功 80 J
1．关于物体的内能的变化，以下说法中正确的是 (C ) A．物体放出热量，内能一定减小 B．物体对外做功，内能一定减小 C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
【解析】物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)、物体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体放出热量，但外界有可能对其做功，故内能有可能不减小，A错误；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错误；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确；而放热与对外做功都是使物体内能减小，D错误．
例题1、
一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，

热力学第一定律TheFirstLawofThermodynamics 共66页

回顾(Review)
热力学第一定律（The First Law of Thermodynamics)
能量守恒与转换定律能量之间数量的关系
A process must satisfy the first law of Thermodynamics to occur. (一个过程必须满足热力学第一定律才能发生)
能不能找出共同的规律性? 能不能找到一个判据?
热力学第二定律
研究过程的方向性和补偿限
§5.2 Statement and Essence of the Second Law of Thermodynamics （热力学第二定律的表述和实质）
热二律的表述有 60-70 种
传热
热功转换
1850年克劳修斯表述
是否满足能量守恒与转换定律的过程一定都能自动发生?
Satisfying the first law alone does not ensure that the process will actually take place.
(但是，满足热力学第一定律的过程未必都能发生）
Chapter 5.The Second Law of Thermodynamics
This is thus in violation of the Kelvin-Planck statement of the second law.
Now suppose we have a heat engine which can convert heat into work without rejecting heat anywhere else.
空调,制冷
(Air-Conditioning, Refrigerating)

传热学第五版课后习题答案(1)

传热学习题_建工版V0-14 一大平板，高3m ，宽2m ，厚，导热系数为45W/, 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ，试求热流密度计热流量。

解：根据付立叶定律热流密度为：2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。

通过整个导热面的热流量为：q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ，长米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为85℃，管壁对空气的h=73(W/，热流密度q=5110w/ m2, 是确定管壁温度及热流量。

解：热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(tt )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为：w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1．按20℃时，铜、碳钢（%C ）、铝和黄铜导热系数的大小，排列它们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。

解：(1)由附录7可知，在温度为20℃的情况下，λ铜=398 W/(m ·K)，λ碳钢＝36W/(m ·K)， λ铝＝237W/(m ·K)，λ黄铜＝109W/(m ·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过 W/(m ·K).(3) 由附录8得知，当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=+ W/(m ·K)=+×20= W/(m ·K);矿渣棉: λ=+ W/(m ·K)=+×20= W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=~0. 038W/(m ·K)。

第8章热力学第一定律2(循环修定)

a
Q1
d
T1 T2
T1
b
V2 V3 V1 V4
V3 ln Q2 T2 V4 1 1 Q1 T1 ln V2 V1
第八章热力学第一定律
P2 P4
A
Q2
P3
T2
V2
c
O V1 V4
V
V3
T2 1 T1
西南大学大学基础物理学
讨论（1）要完成循环，必须有高温热源和低温热源。
Q2
V0 图8–15 奥托循环
V V
TeV TbV
1 1
TdV0 TcV0
1
1
西南大学大学基础物理学
TeV TbV
1 1
TdV0 TcV0
1
(Te Tb )V 1 (Td Tc )V0 1
1
1
Te Tb V0 Td Tc V
V0 Te Tb Q2 1 1 1 Q1 Td Tc V
1
1
1 V V 0
1
1
1
r : 压缩比
效率决定于压缩比。
r 1 可见，奥托循环的
第八章热力学第一定律
西南大学大学基础物理学
§8.6 卡诺循环 1824 年法国的年青工程师卡诺对热机的最大可能效率问题进行理论研究提出的一个理想循环 — 卡诺循环，它给出了热机效率的理论极限值。该循环：以理想气体为工作物质由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程所组成。工质在两个恒定的高、低温热源之间工作。
一种。内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气
体，推动活塞并输出动力的机械。1872年，德国工程师奥托（N.A.Otto，1832–1891）研制成功了第一台四冲程活塞式煤气内燃机。 1883 年，德国人戴姆勒（ G.Daimler ， 1834–1900 ）成功地制造出了第一台

热力学第一定律总结

热一定律总结一、通用公式ΔU = Q + W绝热： Q = 0,ΔU = W 恒容W ’=0：W = 0,ΔU = Q V恒压W ’=0：W =-p ΔV =-ΔpV ,ΔU = Q -ΔpV ΔH = Q p 恒容+绝热W ’=0 ：ΔU = 0 恒压+绝热W ’=0 ：ΔH = 0焓的定义式：H = U + pV ΔH = ΔU + ΔpV典型例题：思考题第3题,第4题;二、理想气体的单纯pVT 变化恒温：ΔU = ΔH = 0变温：或或如恒容,ΔU = Q ,否则不一定相等;如恒压,ΔH = Q ,否则不一定相等;C p , m – C V , m = R双原子理想气体：C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体：C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2典型例题：思考题第2,3,4题书、三、凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关或典型例题：书四、可逆相变一定温度T 和对应的p 下的相变,是恒压过程ΔU ≈ ΔH –ΔnRTΔn ：气体摩尔数的变化量;如凝聚态物质之间相变,如熔化、凝固、转晶等,则Δn = 0,ΔU ≈ ΔH ;ΔU = n C V, m d T T 2T1 ∫ ΔH = n C p, md T T2 T1∫ ΔU = nC V, m T 2-T 1 ΔH = nC p, m T 2-T 1ΔU ≈ ΔH = n C p, m d TT 2T 1∫ΔU ≈ ΔH = nC p, m T 2-T 1ΔH = Q p = n Δ H m α βkPa 及其对应温度下的相变可以查表; 其它温度下的相变要设计状态函数不管是理想气体或凝聚态物质,ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数,可以直接用C p,m 计算;或典型例题：作业题第3题五、化学反应焓的计算其他温度：状态函数法ΔU 和ΔH 的关系：ΔU = ΔH –ΔnRT Δn ：气体摩尔数的变化量;典型例题：思考题第2题典型例题：见本总结“十、状态函数法;典型例题第3题” 六、体积功的计算通式：δW = -p amb ·d V恒外压：W = -p amb ·V 2-V 1Δ H m T = ΔH 1 +Δ H m T 0 + ΔH 3α ββα Δ H m TαβΔH 1ΔH 3Δ H m T 0α β可逆相变K:ΔH = nC p, m T 2-T 1ΔH = n C p, m d T T 2T1∫恒温可逆可逆说明p amb = p ：W = nRT ·ln p 2/p 1 = -nRT ·ln V 2/V 1 绝热可逆：pV γ= 常数γ = C p , m /C V , m ; 利用此式求出末态温度T 2,则W =ΔU = nC V , m T 2 – T 1或：W = p 2V 2 – p 1V 1/ γ–1典型例题：书,作业第1题七、p -V 图斜率大小：绝热可逆线 > 恒温线典型例题：如图,A→B 和A→C 均为理想气体变化过程,若 B 、C 在同一条绝热线上,那么U AB 与U AC 的关系是： A U AB > U AC ； B U AB < U AC ； C U AB =U AC ； D 无法比较两者大小;八、可逆过程可逆膨胀,系统对环境做最大功因为膨胀意味着p amb ≤ p ,可逆时p amb 取到最大值p ；可逆压缩,环境对系统做最小功; 典型例题：1 mol 理想气体等温313 K 膨胀过程中从热源吸热600 J,所做的功仅是变到相同终态时最大功的1/10,则气体膨胀至终态时,体积是原来的___倍;九、求火焰最高温度： Q p = 0, ΔH = 0求爆炸最高温度、最高压力：Q V = 0, W = 0 ΔU = 0 典型例题：见本总结“十、状态函数法;典型例题第3题” 十、状态函数法重要设计途径计算系统由始态到终态,状态函数的变化量; 典型例题：1、将及Θ的水汽100 dm 3,可逆恒温压缩到10 dm 3,试计算此过程的W,Q 和ΔU ;2、 1mol 理想气体由2atm 、10L 时恒容升温,使压力到20 atm;再恒压压缩至体积为1L;求整个过程的W 、Q 、ΔU 和ΔH ;3、 298K 时,1 mol H 2g 在10 mol O 2g 中燃烧H 2g + 10O 2g = H 2Og + g恒容过程恒压过程p 恒温过程绝热可逆过程p V已知水蒸气的生成热Δr H m H2O, g = kJ·mol-1, C p,m H2 = C p,m O2 = J·K-1·mol-1,C p,m H2O = J·K-1·mol-1.a)求298 K时燃烧反应的Δc U m；b)求498 K时燃烧反应的Δc H m；c)若反应起始温度为298 K,求在一个密封氧弹中绝热爆炸的最高温度;十、了解节流膨胀的过程并了解节流膨胀是绝热、恒焓过程典型例题：1、理想气体经过节流膨胀后,热力学能____升高,降低,不变2、非理想气体的节流膨胀过程中,下列哪一种描述是正确的：A Q = 0,H = 0,p < 0 ；B Q = 0,H < 0,p < 0 ；C Q > 0,H = 0,p < 0 ；D Q < 0,H = 0,p < 0 ;十一、其他重要概念如系统与环境,状态函数,平衡态,生成焓,燃烧焓,可逆过程等,无法一一列举典型例题：1、书2、体系内热力学能变化为零的过程有：A 等温等压下的可逆相变过程B 理想气体的绝热膨胀过程C 不同理想气体在等温等压下的混合过程D 恒容绝热体系的任何过程十二、本章重要英语单词system 系统surroundings 环境state function 状态函数equilibrium 平衡态open/closed/isolated system 开放/封闭/隔离系统work 功heat 热energy 能量expansion/non-expansion work 体积功/非体积功free expansion 自由膨胀vacuum 真空thermodynamic energy/internal energy 热力学/内能perpetual motion machine 永动机The First Law of Thermodynamics热力学第一定律heat supplied at constant volume/pressure 恒容热/恒压热adiabatic 绝热的diathermic 导热的exothermic/endothermic 放热的/吸热的isothermal 等温的isobaric 等压的heat capacity 热容heat capacity at constant volume/pressure 定容热容/定压热容enthalpy 焓condensed matter 凝聚态物质phase change 相变sublimation 升华vaporization 蒸发fusion 熔化reaction/formation/combustion enthalpy反应焓/生成焓/燃烧焓extent of reaction 反应进度Kirchhoff’s Law 基希霍夫公式reversible process 可逆过程Joule-Thomson expansion 焦耳-汤姆逊膨胀/节流膨胀isenthalpic 恒焓的。

热力学第一定律习题

热力学第一定律小结一基本概念1. 体系（孤立、封闭、敞开）2. 环境3. 性质（广度、强度）4. 过程（可逆、不可逆；等温、等压、等容、等外压、绝热、真空膨胀、节流膨胀）5. 热（Q ，吸热为+，放热为-）6. 功（W ，W=W e +W f ，体系对环境做功为+，环境对体系做功为-）7. 平衡状态8. 状态函数（p 、V 、T 、U 、H ） 9. 过程函数（Q 、W 、热容C ）10. 状态方程（单组分均匀封闭体系由两个变量确定）二三个定律1. 热力学第一定律：∆U=Q-W ；dU=δQ-δW （孤立体系中不同形式的能量可以相互转化但总能不变；第一类永动机不可能造成）2. 赫斯定律：等压、等容过程的热效应与过程无关（W f =0封闭体系）3. 基尔霍夫定律：dT C T H T H p T T r mr mr ⎰∆+∆=∆21)()(1o 2o ，p r pr C T H ∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂三公式1．内能 U=U(T,V)，dVp dT C dV VU dT TU dU V T V 内+=∂∂+∂∂=)()(dU=C V dT ，⎰=∆dT C U V2．焓 H=U+pV ，∆H=∆U+∆(pV)，dH=dU+pdV+Vdp H=H(T,p)，dp pH dT TH dH T p )()(∂∂+∂∂=3．热容 dTQC δ=，p p p TH dTQ C )(∂∂=≡δ，VVV TU dTQ C )(∂∂≡=δ])[()(p VU TV C C T p V p +∂∂∂∂=-i.g.： R C C m V m p =-,,，RC m V 23,= (单原子)，RC m V 25,=(双原子)4．J-T 系数 T pH T J pH C p T )(1)(∂∂-=∂∂=-μ5．绝热可逆过程方程31211,,C TpC TVC pV ===--γγγγmV m p Vp C C C C ,,==γ 单原子i.g.：γ=5/3≈1.7，双原子i.g.：γ=1.46．体积功 ⎰⎰==pdVdVp W ee 可逆真空膨胀W=0 等外压W=p e ∆V 等压可逆W=p ∆V i.g.等温可逆2112lnlnp p nRT V V nRT W ==i.g.绝热可逆)(1)(112121122T T C U T T nR V p V p W V --=∆-=--=--=γγ7．热机效率 2121T T Q W -==η8．制冷系数 1211''T T T W Q -=-=β9．反应进度 iii ii n n n ννξ∆=-=， iidn d νξ=（mol ）10．摩尔焓变 ξHH r m r ∆=∆四几个热效应1. om f H ∆ 最稳定的单质，1atm ，1mol2. o m c H ∆ 完全燃烧，1atm ，1mol3. 键焓、相变热、溶解热、稀释热4. ∑∑∑∑-=∆-=∆=∆P R ioi m c i io i m f i o m r H H H εενν,,5. Q p -Q V =∆nRT五两个实验 1. 盖·吕萨克−焦耳真空膨胀实验（i.g.）：Q=0，W=0，∆T=0，∆U=0，∆V>0，∆p<0；U=U(T)；H=H(T)；C p = C p (T)；C V = C V (T) 2. 焦耳−汤姆逊节流膨胀实验（r.g.）：Q=0，∆H=0，∆p<0热力学第一定律习题讨论★例题1 一些基本过程的Q 、W 、∆U 、∆H 计算过程W Q ∆U ∆H i.g. 自由膨胀 0 00 0 i.g. 等温可逆 nRTln(V 2/V 1) W 0 0等压理想气体可逆任意物质 p ∆V=Q p -∆U p ∆V=Q p -∆U⎰21T T p dT C ⎰21T T p dT C ⎰21T T V dT CQ p -W⎰21T T p dT C ⎰21T T p dT C 等容理想气体可逆任意物质0 0 ⎰21T T V dT C ⎰21T T V dT C⎰21T T V dT C ⎰21T T V dT C ⎰21T T p dT C∆U+V ∆pi.g. 绝热可逆 -∆U=γ--11122V p V p 0 ⎰21T T V dT C⎰21T T p dT Ci.g. 多方可逆 δ--11122V p V p∆U+W ⎰21T T V dT C⎰21T T p dT C可逆相变 (等温等压) p e ∆V Q p Q p -W Q p 化学反应 (等温等压)p e ∆VQ pQ p -W=nRTH m r ∆-∆Q p =∑Φ∆ii m f iH ,ν例题2 气体由温度T 1变至T 2，吸收热量Q ，不做其他功，试分别考虑下列六项热力学关系在甲、乙、丙、丁四种情况下是否成立？ (甲) i.g. 等压过程 (乙) i.g. 等容过程 (丙) r.g. 等压过程 (丁) r.g.等容过程∆U=C V ∆T √ √ ⨯ √ ∆H=C p ∆T √ √ √ ⨯ ∆U=Q V ⨯ √ ⨯ √ ∆H=Q P √ ⨯ √ ⨯ ∆U=Q-W √ √ √ √ ∆H=∆(U+pV) √ √ √ √ dVVU dT T U dU T V )()(∂∂+∂∂=i.g. TVU )(∂∂=0，dU=C V dTr.g. dV=0， dU=C V dT例题3 1 mol i.g.从0℃分别经等容和等压加热到100℃，两过程的终态是否相同？∆U 、∆H 、W 、Q 是否相等？（目的：说明i.g.的U 和H 仅是温度的函数，Q 和W 与过程有关）解：T 1=0℃, T 2=100℃ 等容过程1：dV=0W 1=0 Q 1=∆U 1=C V (T 2-T 1)∆H 1=C p (T 2-T 1)等压过程2：dp=0Q 2=∆H 2=C p (T 2-T 1)∆U 2=C V (T 2-T 1)W 2=Q 2-∆U 2= C p (T 2-T 1)- C V (T 2-T 1)=R(T 2-T 1)=p 2V 2-p 1V 1=∆(pV) 因此，两过程的终态不同。

高等工程热力学童钧耕习题1

RT a p 0.5 Vm b T Vm (Vm b) 8314.5 J/(mol K) 189 K 0.13864 Pa m6 K1/2 mol2 3 3 Vm 0.0268 10 m /mol (189 K)0.5Vm (Vm 0.0268 103 m3/mol)
用临界参数法求取R-K方程中常数a和b
0.427480 R 2Tc 2.5 0.427480 [8.3145J/(mol K)]2 (126.2K)2.5 a pc 3.39 106 Pa 0.13864Pa m 6 K1/2 mol 2
0.08664 RTc b pc 0.08664 8314.5J/(mol K) 126.2K 3 3 0.0268 10 m /mol 6 3.39 10 Pa
迭代后解得 Vm= 0.080238 m3/mol V m M 148.84 kg Vm 范氏方程计算 R-K方程计算
m 122.80kg
m 147.0 kg
本例，因范氏方程常数采用实验数据拟合值，故计算误差较小。
例题3-2
分别用（1）范德瓦尔方程、（2）RKS方程计算0℃，1000atm 下氮气的压缩因Z值。已知实验值为2.0685。解：查得，氮气的物性为Tc=126.2K，pc=33.5atm， ω=0.040，相对分子质量M=28.013。 1）范德瓦尔方程用临界参数计算a、b
例2-6 一台同时产生冷、热空气的设备，参数如图。设各股空气均按稳定情况流动，不计入口、出口处动能差和位能差。已知空气摩尔定压热容 Cp,m 29.3J/(mol K) ，环境温度T0=273.15K。此装置中进行的过程能否实现？解：取装置为控制体积。因 Wi=0，据稳定流动能量方程

热力学第一定律

工程上常用流率
Q Q lim 0

m m lim 0

W W lim 0

Q dEcv / u pv c / 2 gz
2 2 in

out
Q
Q + min(u + c2/2 + gz)in - mout(u + c2/2 + gz)out - Wnet = dEcv
开口系能量方程微分式
Q + min(u + pv+c2/2 + gz)in - Wnet - mout(u + pv+c2/2 + gz)out = dEcv
一般与系统同坐标，常用U, dU, u, du
第三节
热力学第一定律文字表达式
一、热力学第一定律的表达式对于任何热力系统，各项能量之间的
平衡关系可表示为进入系统的总能量
— 离开系统的总能量
系统储存能量的变化量
热力系统能量分析总模型
进入系统的能量
热力系统
储存能量的变化
离开系统的能量
第四节能量方程
对于循环1b2c1
1b 2
( Q W ) ( Q W ) 0
2 c1
( Q W )
1a 2
1b 2

( Q W )
内能及闭口系热一律表达式
定义 dU = Q - W 内能U 状态函数
Q = dU + W Q=U+W
q w
上面得到的闭口系能量方程适用于任何工质、任何过程。
对于可逆过程
q du pdv

b热一律例题

过程Ⅱ
由于过程 Ⅱ 的始终态与过程Ⅰ的始终态相同；因此状态函数的改变量同Ⅰ，即
△vapUⅡ=37.49 kJ·mol–1 △vapH Ⅱ=40.59 kJ·mol–1 由于向真空蒸发，所以W = 0，Q =△vapUⅠ=37.49 kJ·mol–1
[讨论] (a)两过程均为等温相变过程，因此，△vapUⅠ ≠0、 △vapH Ⅱ≠0。过程Ⅱ是向真空蒸发，此过程进行中体系压力不等于环境压力，为非等压过程；(b)两过程的始终态相同，状态函数的改变量相同，但两过程进行的途径不同，所以热和功不同。
C2H2 g HCNg CH2 CH CNg
解为了计算题给反应的△rHm，必须知道气态丙烯腈的 △fHmӨ，此数据可由燃烧焓和蒸发热求得。丙烯腈的生成反应为
3C石墨
3 2
H2
g
1 2
N2
g
CH的生成焓，则
f Hm 丙烯腈l
3c Hm
C石墨
3 2
5 CV ,m 2 R, pe p3
T3= 221.8K 则△U = n CV,m(T3–T1)= –521.7J △H = n Cp,m(T3 –T1)= –730.4 J W =△U = –521.7J
例3：1 mol单原子理想气体，始态为202.6 kPa、22.42 dm3, 经pT2 =常数的可逆途径到405.2 kPa的终态。计算：(1)终态温度；(2)体系的△U和△H 。
(3) 如果将1 mol水(373K，101325 Pa)突然移到恒温373K的真空箱中，水蒸气充满整个真空箱，测其压力为101325 Pa，求过程的Q、W、△U和△H。比较这三种结果，说明什么问题。
解 (1) Qp = △H =1 mol×40.67 kJ·mol–1 = 40.67 kJ W = -p(Vg-Vl)≈-pVg =-nRT = -3.102 kJ △U =Q + W = (40.67-3.102) kJ = 37.57 kJ

第2章热一律习题解答

解：（1）W=-p 外(V2-V1)= 1105 (50 15) 103 3500J
(2)W nRT ln V1 28.314 298 ln 15 4955 (1.204) 5966J
V2
50
3、在容积为 200dm3 的容器中充有 20℃、2.50×105Pa 的理想气体。已知其中
1 2

1574J
Q1 W1 1574J 再等容升温到 373.6K， H 2 nC p,m (T2 T1) 1 2.5R(373.6 273) 2092J
U 2 nCV ,m (T2 T1) 11.5R(373.6 273) 1255J
W2 0 （等容过程）
H
m
=
49.1
KJ·mol－1）
解：

r
H
m

C
H
m
(C6
H
6
,
l
)

6 f
H
m
(CO
2
,
g
)

3
f
H
m
(H
2O,
l
)

f
H
m
(C
6H
6
,
l
)

f
H
m
(C6H6
,
l
)

6
f
H
m
(CO 2
,
g
)

3
f
H
m
(H 2O,
l)

C
H
m
(C6H6
,
l)
所以：

执业护士(传染性疾病患者的护理、__皮肤和皮下组织疾病的护理)历年真题试卷汇编1

执业护士（传染性疾病患者的护理、皮肤和皮下组织疾病的护理）历年真题试卷汇编1(总分：64.00，做题时间：90分钟)一、 A4型题(总题数：1，分数：6.00)男性，8岁，右手外伤后感染，右腋窝出现肿块，疼痛，伴发热、头痛2天。

查体：T39℃，右侧腋窝有一直径4cm大小的肿块，质韧、压痛、无波动感，皮肤红、肿、热。

白细胞15x10 9／L，中性粒细胞89％。

（分数：6.00）(1).该病人应考虑为A.急性淋巴结炎√B.急性蜂窝织炎C.丹毒D.急性淋巴管炎E.腋窝脓肿解析：急性淋巴结炎表现：局部淋巴结大，红肿热痛，白细胞升高等全身反应，而且常有外伤病史。

故选择A。

(2).不正确的护理措施是A.高营养饮食、多饮水B.50％硫酸镁湿热敷C.静脉注射抗生素D.给予物理降温E.立即切开引流以防坏死√解析：急性淋巴结炎未形成脓肿时，应先治疗原发感染灶，暂不做局部处理。

该患者肿块“无波动感”，故不应立刻引流。

(3).具备以下哪项条件可切开引流A.体温超过40℃B.感染性休克C.穿刺抽出脓液√D.血培养阳性E.局部肿胀加重解析：如已经形成脓肿，需切开引流，先试行穿刺吸脓，了解脓肿表面组织厚度，然后再在局麻下切开引流。

二、 B1型题(总题数：1，分数：4.00)A．0．02％呋喃西林溶液B．0．1％雷佛奴尔溶液C．氧化锌软膏D．10％鱼石脂软膏E．0．75％碘伏（分数：4.00）(1).外敷疖肿用A.B.C.D. √E.解析：鱼石脂软膏为酚类防腐药，有温和的防腐和刺激作用，有抑菌、消炎、止痒、抑制分泌及消肿等作用，用于疖肿、淋巴结炎、血栓性静脉炎等，故外敷疖肿用10％鱼石脂软膏，故选D。

(2).保护腹壁造瘘皮肤时用A.B.C. √D.E.解析：氧化锌软膏具有较弱的收敛及抗菌作用，能与油脂中的游离脂肪酸生成油酸锌及脂酸锌，对皮肤起保护作用；也通过毛囊吸收到细胞内，促进核酸和核蛋白的合成，参与细胞的能量代谢，起到促进组织修复的作用。

工程热力学经典例题第一章

例题１－１某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图1—2所示，设大气压力为97a kp（１）压力表B ，表C 的读数分别为75k P a ，0.11M P a ，试确定压力表A 上的读数，及容器两部分内气体的绝对压力。

（２）若表C 为真空计，读数为24k P a ，压力表B 的读数为36k P a ，试问表A 是什么表？读数是多少？解（１）因 I I g,C b g,B II g,B g,B b p p p p p p p p p ==+=+=++??由上式得 g,C g,B g,A p p p =+则 g,A g,C g,B 110k Pa 75k Pa 35k Pa p p p =-=-=（３） B 为压力表知，I II p p >；又由表C 为真空计知，所以，表A 一定是真空计。

于是则讨论（１）注意的是，不管用什么压力计，测得的都是工质的绝对压力p 和环境以之间的相对值，而不是工质的真实压力。

（２）这个环境压力是指测压计所处的空间压力，可以是大气压力b p ，如题目中的表 A ，表C 。

也可以是所在环境的空间压力，如题目中的表B ，其环境压力为II p 。

例题１－２定义一种新的线性温度标尺——牛顿温标（单位为牛顿度，符号为N ︒），水的冰点和汽点分别是100N ︒和200N ︒。

（１）试导出牛顿温标N T 与热力学温度T 的关系式。

（２）热力学温度为0K 时，牛顿温度是多少N ︒？解（１）若任意温度在牛顿温标上的读数为N T ，而在热力学温标上的读数为T ，则（３）当T =0K 时，由上面所得的关系式有例题１－３有人定义温度作为某热力学性质Z 的对数函数关系，即*ln t a Z =+ b已知*t =0︒时，Z =6cm ；*t =100︒Z =36cm 试求当*t =10︒和*t =90︒时的Z 值为多少？解先确定*~t Z 函数关系式中的a 和b 。

热一律练习题

(A) 温度升高；
(B) 温度下降；
(C) 温度不变；
(D) 不能确定温度如何变化。
2
19．1 mol H2(为理想气体)由始态 298K、pө被绝热可逆
地压缩到 5dm3，那么终态温度T2 与内能变化∆U分别是：
(A) 562K，0 kJ ；
(B) 275K，-5.49 kJ ；
(C) 275K，5.49kJ ； (D) 562K，5.49 kJ 。
(A) 单原子分子；
(B) 双原子分子；
(C) 三原子分子；
(D) 四原子分子。
16．如图所示，QA→B→C = a (J)、WA→B→C = b (J)、
QC→A = c (J) ，那么WA→C等于多少：
(A) a- b + c ；
(B) -(a + b + c) ；
(C) a + b - c ；
(A) QC-A > 0 ； (C) QC-A = 0 ；
(B) QC-A < 0 ； (D) 不能确定。
28．反应C(金钢石)
+
½O2(g)＝CO(g)的热效应为
Δr
H
θ m
，
问此
Δ
r
H
θ m
值为：
(A) CO(g)的生成热；
(B) C(金钢石)的燃烧热；
(C) 碳的燃烧热；
(D) 全不是。
29．下列各式中，不能称为基尔霍夫定律公式的是：
12．若功的计算式为W = Cv (T2－T1) ，下列过程不能用该计算式的是：
(A) 理想气体绝热可逆过程； (B) 理想气体绝热不可逆过程； (C) 实际气体的绝热可逆过程； (D) 某纯液体的绝热过程。

热一律练习题

(A) ∆U = 0，∆H < 0，Q = 0 ； (B) ∆U = 0，∆H >0，W= 0 ； (C) ∆U = 0，∆H = 0，Q = 0 ； (D) ∆U≠0，∆H≠0，Q = 0 。
25．在隔离系统中发生一个变化，则∆U 和∆H 的变化值为 (A) ∆U > 0，∆H > 0 ； (B) ∆U < 0，∆H <0 ； (C) ∆U = 0，∆H = 0 ； (D) ∆U = 0，∆H 不确定。
(A) O2 ； (B) CO2 ； (C) NH3 ； (D) Ar。
14．下述说法中，哪一种正确： (A) 热容 C 不是状态函数； (B) 热容 C 与途径无关； (C) 恒压热容Cp不是状态函数； (D) 恒容热容CV不是状态函数。
15．室温下某理想气体的γ = Cp, m / Cv , m =1.7，则该气体分子为：
(A) 不变；
(B) 升高；
(C) 降低；
(D) 不能确定。
4．实际气体pVm= RT+ bp绝热向真空膨胀后，气体的温度将：
(A) 不变；
(B) 升高；
(C) 降低；
(D) 不能确定。
5．有一绝热真空容器，通过活塞与大气相隔，当活塞
打开时，空气冲入容器，当内外压力相等时，关闭
活塞，测量容器内温度，则该温度与外界温度相比：
(D) a + b + c 。
17．非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的：
(A) Q = 0，∆H = 0，∆p < 0 ； (B) Q = 0，∆H < 0，∆p < 0 ； (C) Q > 0，∆H = 0，∆p < 0 ； (D) Q < 0，∆H = 0，∆p < 0 。

第一章热力学第一定律(1)

课堂作业02_第一章热力学第一定律（1）班级姓名学号得分一、填空题（每空1分，共15分）1.系统是人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统。

2.按照系统与外界有无物质交换可将热力系统分为闭口系统和开口系统。

3.闭口系与外界只有能量交换而无物质交换的热力系统。

4.开口系与外界既有能量交换又有物质交换的热力系统。

5.若系统与外界无热量交换，则此系统是绝热系。

6.若系统与外界既无任何物质交换又无任何形式的能量交换，则该系统称为孤立系。

7.系统的温度到处相同，并与外界平衡称之为热平衡。

8.如果系统经历一个过程后，系统可沿原过程的路线反向进行，回复到原状态，而且不在外界留下任何影响，则该过程可逆。

9.系统进行循环后回复到原始状态，所有的状态参数全部回复到原值。

10.温度是热平衡的判据。

11.指单位质量的工质所具有的体积称为比体积。

12.系统引进或排出工质传递的功量称为推动功。

13.系统维持流动所花费的代价称为流动功。

14.膨胀功和压缩功统称为体积变化功。

二、判断题（每题2分，共12分）1．孤立系必定是绝热系（√）2．闭口绝热系必定是孤立系。

（×）3．状态参数用于描述处于平衡状态的工质的宏观物理量，与如何达到该状态的过程密切相关。

（×）4. 循环的热效率必定小于1. （√）5. 循环的制冷系数可大于1，也可小于1或等于1. （√）6. 循环的供暖系数必定大于1. （√）三、简答题（共4分）1.简述判断系统是否可逆的关键。

答：判断系统是否可逆的关键在于系统在回复到原状态的同时不给外界留下任何影响，而不在于是否能回复到原始状态。

热传递练习题

热传递练习题热传递是物理学中重要的研究内容之一，它描述了热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

理解和应用热传递原理对于工程领域、能源利用以及生活中的各种情况都具有重要意义。

在本文中，我们将通过一些练习题来加深对热传递的认识和应用。

1. 假设有一个均匀散热的物体表面，其表面积为2平方米，表面温度为30摄氏度，周围环境温度为20摄氏度。

根据斯特藩—波依特定律，计算这个物体每秒钟散失的热量。

解析：根据斯特藩—波依特定律，热量的传递速率与温度差成正比，并与物体表面积成正比，与物体的热导率成反比。

Q = k * A * ΔT其中，Q代表热量传递速率（单位为焦耳/秒或者瓦特），k代表该物体的热导率（单位为焦耳/（秒·米·摄氏度）），A代表物体表面积（单位为平方米），ΔT代表温度差（单位为摄氏度）。

在本题中，ΔT = 30摄氏度 - 20摄氏度 = 10摄氏度，A = 2平方米，而热导率k需要根据具体物体的材料性质进行查询。

假设热导率为1瓦特/（秒·米·摄氏度），则热量传递速率为：Q = 1 * 2 * 10 = 20W因此，该物体每秒钟散失的热量为20瓦特。

2. 假设有一台电冰箱，其内部维持恒温5摄氏度，外部温度为35摄氏度。

电冰箱进行制冷的功率为150瓦特。

已知电冰箱的制冷效率为40%，求电冰箱每秒从内部移除的热量。

解析：制冷效率定义为制冷功率除以吸收热量的比值。

制冷效率 = 制冷功率 / 吸收热量吸收热量 = 制冷功率 / 制冷效率在本题中，制冷功率为150瓦特，制冷效率为40%。

吸收热量 = 150瓦特 / 0.4 = 375瓦特即电冰箱每秒从内部移除的热量为375瓦特。

3. 假设你打算冬天用电暖气加热你的卧室。

卧室的面积为15平方米，希望保持的温度为20摄氏度，而室外温度为0摄氏度。

电暖气的制热功率为2000瓦特。

你认为是否合理？为什么？解析：我们可以通过计算比较电暖气的制热功率和室内保持温度所需的散热量来判断是否合理。

热力学第二定律

tC =65.9% 实际t =40%
热能工程教研室
卡诺定理二
A > B B> A
唯一只有： A = B 。 A是卡诺机，所以在T1和T2之间工作的所有可逆机的热效率均为C =1—T2 / T1 。卡诺循环揭示出一个普遍规律：在热源条件相同时，对于各种不可逆循环，因其不可逆因素各不相同，故各种不可逆循环的热效率可能完全不同；但对于可逆循环，既然都不存在任何不可逆损失，所以它们的热效率只由热源条件所决定。当只有两个热源T1和T2时，其间无论进行哪一种可逆循环，其热效率自然都一样。卡诺定理二：在两个不同温度的恒温热源间工作的任何不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
第五章热力学第二定律
热力学第一定律即守恒与转换定律说明了能量在传递和转化时的数量关系。当温度不同的两物体传递热量时，一物体失去的热量必等于另一物体得到的热量，但未说明热量传递的方向，谁得谁失？当热能和机械能相互转化时，两者数量相等，但未说明热转功和功转热是否都能自动进行？转化条件？
热力学第二定律就是解决与热现象有关过程进行的方向、条件和限度等问题的规律。热力学第一、第二定律是两个相互独立的基本定律，它们共同构成了热力学的理论基础。
kp dp v dv s
T
2'
2
v
T2 p2 k 1 ( ) k 1 T1 p1
2
曲线上凸？下凹？
p
热能工程教研室
T
s
理想气体 s u, h, s 的计算状态参数的变化与过程无关内能变化焓变化熵变化
热能工程教研室
u cv dT
h cp dT
T1 p1
k
k 1

1b 热一律例题(1)

物化热力学第一定律答案

例题1-1：第六节 供暖设计热负荷计算例题

内能功热量热力学第一定律

热力学第一定律TheFirstLawofThermodynamics 共66页

传热学第五版课后习题答案(1)

第8章热力学第一定律2(循环修定)

热力学第一定律总结

热力学第一定律习题

高等工程热力学 童钧耕 习题1

热力学第一定律

b热一律例题

第2章 热一律习题解答

执业护士(传染性疾病患者的护理、__皮肤和皮下组织疾病的护理)历年真题试卷汇编1

工程热力学经典例题 第一章

热一律练习题

热一律练习题

第一章 热力学第一定律(1)

热传递练习题

热力学第二定律

例题1-1：第六节供暖设计热负荷计算例题

高等工程热力学童钧耕习题1

第2章热一律习题解答

工程热力学经典例题第一章

第一章热力学第一定律(1)