热力学基础计算题答案
02 化学热力学基础
2 化学热力学基础 习题1.已知：2Mg(s)+O 2(g )→MgO(s) ΔrHm ＝-1204kJ/mol计算：（1）生成每克MgO 反应的ΔrH 。
（2）要释放1kJ 热量，必须燃烧多少克Mg ？答案:(1)15.05kJ/g ；（2）0.04g知识点：难度:提示：题解：2.已知：Cu 2O(s)+21O 2(g)→CuO(s) ΔrH m ＝-143.7kJ/mol CuO(s)+Cu(s)→Cu 2O(s)ΔrH m ＝-11.5kJ/mol计算CuO(s)的标准摩尔生成焓。
答案:-155.2kJ/mol知识点：难度:提示：题解：3.当2.50g 硝化甘油［C 3H 5(NO 3)3］分解生成N 2(g)、O 2(g)、CO(g)与H 2O(l)时，放出19.9kJ 的热量。
（1）写出该反应的化学方程式。
（2）计算1mol 硝化甘油分解的ΔrH 。
（3）在分解过程中生成每1mol O 2放出多少热量？答案:（1）C 3H 5(NO 3)3→23N 2(g)+27O 2(g)+3CO(g)+25H 2O(l)；（2）1806.9kJ/mol ；（3）516.3kJ 知识点：难度:提示：题解：4.由热力学数据表中查得下列数据：ΔfH m(NH 3,g)=-46.0kJ/molΔfH m(NO,g)=90.29kJ/molΔfH m(H 2O,g)=-241.8kJ/mol计算氨的氧化反应：4NH3(g)+5O 2（g ）4NO(g)+6H 2O(g)的热效应ΔrH m 。
答案:-905.64 kJ/mol知识点：难度:提示：题解：5.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体，发生下列反应：2KClO 3(s)2KCl(s)+3O 2(g)并放出89.5kJ 热量（298.15K ）。
试求298.15K下该反应的ΔH和ΔU。
答案:ΔH=-89.5kJ；ΔU=-96.9kJ知识点：难度:提示：题解：6.在高炉中炼铁，主要反应有：C(s)+O2(g)CO2(g)12CO2(g)+12C(s)CO(g)CO(g)+13Fe2O3(s)23Fe(s)+CO2(g)（1）分别计算298.15K时各反应ΔrH m和各反应ΔrH m值之和；（2）将上列三个反应式合并成一个总反应方程式，应用各物质的ΔfH m（298.15K）数据计算总反应的ΔrH m，并与（1）计算结果比较，作出结论。
2019年化学热力学基础考试题及答案(三)
2019年化学热力学基础考试题及答案一、选择题1、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J2、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ- 3、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定4、下列各式中哪个是化学势： ( C )A. (∂H/∂n B )T,p ,n ZB. (∂F/∂n B ) T,p ,n ZC. (∂G/∂nB ) T,p ,n Z D. (∂U/∂n B ) T,p ,n Z5. 已知反应C （s ）+O 2（g ）→CO 2（g ）的ΔrHm θ (298K)<0,若常温常压下在一具有刚壁的绝热容器中C 和O 2发生反应.则体系( D )AB C D6. 373.2 K 和101.3 kPa 下的1 mol H 2O(l)，令其与373.2 K 的大热源接触并向真空容器蒸发，变为373.2 K 、101.3 kPa 下的H 2O(g)，对这一过程可以判断过程方向的是 ( C) A BC D7. ( C)ABCD8、373.15K和p下，水的摩尔汽化焓为40.7kJ·mol-1，1mol水的体积为18.8cm3，1mol水蒸气的体积为30 200cm3，1mol水蒸发为水蒸气的ΔU为（C ）。
A、45.2kJ·mol-1B、40.7kJ·mol-1C、37.6kJ·mol-1D、52.5kJ·mol-19. 液体在其T,p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程,以下各量中不变的是：( C )(A)摩尔热力学能(B)摩尔体积(C)摩尔吉布斯函数(D)摩尔熵10、在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别为T b*、p A*和m A*，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成T b、p A和m A，因此有（D ）(A) T b*< T b，p A*< p A，,m A*<m A(B) T b*> T b，p A*> p A，,m A*>m A(C) T b*> T b，p A*< p A，,m A*>m A。
热工基础试题及答案
热工基础试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = Q - TΔSD. ΔS = Q/T答案：A2. 在理想气体的等压过程中，气体的内能变化为：A. 零B. 正C. 负D. 不确定答案：A3. 以下哪个不是热力学基本定律？A. 第零定律B. 第一定律C. 第二定律D. 第三定律答案：A二、填空题1. 热力学系统与外界没有能量交换时，系统处于______状态。
答案：平衡2. 理想气体的内能只与______有关。
答案：温度3. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化。
答案：不可能三、简答题1. 简述热力学第二定律的开尔文表述。
答案：热力学第二定律的开尔文表述指出，不可能通过循环过程，将热量完全转化为功而不产生其他影响。
2. 解释什么是熵，并简述熵增加原理。
答案：熵是热力学系统无序度的量度，通常用来描述系统的热力学状态。
熵增加原理表明，在自发过程中，孤立系统的熵总是增加的。
四、计算题1. 假设有1 kg的理想气体，其初始温度为 300 K，压力为 1 atm。
如果气体在等压过程中加热到 600 K，求气体的最终体积。
答案：首先，使用理想气体状态方程 PV = nRT，其中 n 是摩尔数，R 是理想气体常数。
由于过程是等压的，我们可以简化为 V1/T1 =V2/T2。
代入给定的数据，我们得到 V2 = (T2/T1) * V1。
假设初始体积 V1 可以通过 P1 * V1 = n * R * T1 计算得出。
由于 n 和 R 是常数，我们可以忽略它们，简化为 V1 = P1 * V1 / (R * T1)。
最终体积 V2 可以通过 V2 = (T2/T1) * V1 计算得出。
2. 一个绝热容器中装有 2 kg 的水，初始温度为20°C。
如果向水中加入 100 kJ 的热量，求水的最终温度。
《大学物理》热力学基础练习题及答案解析
《大学物理》热力学基础练习题及答案解析一、简答题：1、什么是准静态过程?答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。
2、从增加内能来说，做功和热传递是等效的。
但又如何理解它们在本质上的差别呢?答：做功是机械能转换为热能，热传递是热能的传递而不是不同能量的转换。
3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化?答：可以吸热仅使其内能变化，只要不对外做功。
比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度；不能吸热使内能不变，否则违反了热力学第二定律。
4、有人认为：“在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会改变。
”此说法对吗? 为什么?答：不对。
对外做功，则内能减少，温度降低。
5、分别在Vp-图、Tp-图上，画出等体、等压、等温和绝热过程的曲线。
V-图和T6、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同。
答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
两者之间的关系为R C C v p +=7、什么是可逆过程与不可逆过程答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。
8、简述热力学第二定律的两种表述。
答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。
克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
9、什么是第一类永动机与第二类永动机?答案：违背热力学第一定律（即能量转化与守恒定律）的叫第一类永动机，不违背热力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机。
第 1章 化学热力学基础习题解答(一)
根据反应 ，该反应的标准摩尔焓就是CH3COOH（l）的标准摩尔燃烧焓［变］，而
7.关于热力学第二定律，下列说法不正确的是（D）
A .第二类永动机是不可能制造出来的
B.把热从低温物体传到高温物体，不引起其他变化是不可能的
C.一切实际过程都是热力学不可逆过程
2.热力学能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统热力学能的增量是（A）
A．ΔU=0B.ΔU＞0C.ΔU＜0
U2=U1，U2—U1=0
3.对于封闭系统来说，当过程的始终态确定后，下列各项中（A）无确定值。
A. QB. Q+WC.W (当Q=0时)D.Q (当W=0时)
2. 的应用条件是恒容；W/=0；封闭系统。
3.已知反应
（i）
(ii)
则反应（iii） 的 为206.2kJ﹒mol-1。
反应（iii）=反应(ii)—反应（i）
4.已知298.15K时C2H4（g）、 及 的标准摩尔燃烧焓［变］ （298.15K）分别为-1411 ，-1560 及-285.8 ，则 反应的标准摩尔焓［变］ 为-136.8 kJ﹒mol-1。
第1章化学热力学基础（一）
一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）
1.系统的下列各组物理量中都是状态函数的是（C）
A.T,P,V,QB.m,Vm,Cp,ΔVC.T,P,V, nD.T,P,U,W
原因：A中T,P,V是，Q不是，是过程量；B中Vm,Cp是，m不是，ΔV是状态函数的
变化，D中T,P,U是，W不是
的燃烧反应就是 的生成反应
4.反应 的标准摩尔焓［变］ （T）即是 的标准摩尔生成焓［变］ （T）。（×）
第1章化学热力学基础习题解答二
第 1章 化学热力学基础（二）一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）8. 1 mol 理想气体，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到系统压力相同的终态，终态的熵分别为S 1和S 2，则两者关系为（ B ）A. S 1 = S 2B. S 1 ＜ S 2C. S 1 ＞S 2D. S 1 ≥ S 2 始终态相同时，不可逆过程的熵变大于可逆过程9. 根据熵增加原理知，若从ΔS ＞0判定过程一定是自发过程，那么该系统一定是（ C ）A. 封闭系统B. 绝热系统C. 隔离系统D. 敞开系统10. 关于偏摩尔量，下列叙述正确的是（ C ） A. 偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量有关 B. 在多组分多相系统中不存在偏摩尔量 C. 系统的强度性质没有偏摩尔量 D. 偏摩尔量的值只能大于或等于零11. 对封闭的单组分均相系统且'0W =时，()T G p∂∂的量值为（ B ）。
A. ＜0B. ＞0C. = 0D. 前述三种情况无法判断 根据p 69公式（1-128）(),0,T G V V p∂=>∂所以()0,T G p∂>∂12. 下面哪一个关系式是不正确的？（ D ） A. ()p GS T∂=-∂ B. ()T G V p ∂=∂C. 2()V A T U T T ∂⎡⎤=-⎢⎥∂⎣⎦ D. ()pG T H T T ∂⎡⎤=-⎢⎥∂⎣⎦ 正确的应该是2()pG T H T T ∂⎡⎤=-⎢⎥∂⎣⎦ 二、填空题（在以下各小题中画有” ”处填上答案）5. 热力学第二定律的经典表述之一为___不可能将热从低温物体转移到高温物体而不留下其他变化 ，数学表达式为 __ Q dS Tδ≥，“＞”不可逆，“=”可逆 。
答克劳修斯说与开尔文说都算对，但要求“之一”答第一种说法即克劳修斯说更妥当一些。
P 486. 在隔离系统中进行的可逆过程S ∆___=0__；进行的不可逆过程S ∆__＞0_。
大学物理 第6章 练习答案
第六章 热力学基础练 习 一一. 选择题1. 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后（ A ） (A) 温度不变，熵增加； (B) 温度升高，熵增加；(C) 温度降低，熵增加； (D) 温度不变，熵不变。
2. 对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作做的功三者均为负值。
（ C ） (A) 等容降压过程； (B) 等温膨胀过程； (C) 等压压缩过程； (D) 绝热膨胀过程。
3. 一定量的理想气体，分别经历如图1(1)所示的abc 过程(图中虚线ac 为等温线)和图1(2)所示的def 过程(图中虚线df 为绝热线) 。
判断这两过程是吸热还是放热：（ A ） (A) abc 过程吸热，def 过程放热； (B) abc 过程放热，def 过程吸热； (C) abc 过程def 过程都吸热； (D) abc 过程def 过程都放热。
4. 如图2，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态B(A p =B p )，则无论经过的是什么过程，系统必然（ B ） (A) 对外做正功； (B) 内能增加； (C) 从外界吸热； (D) 向外界放热。
二.填空题1. 一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统不随时间变化的三个宏观量是P V T ，而随时间变化的微观量是每个分子的状态量。
2. 一定量的单原子分子理想气体在等温过程中，外界对它做功为200J ，则该过程中需吸热__-200__ ___J 。
3. 一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J ，气体向外界放热620J ，则气体的内能 减少，(填增加或减少)，21E E = -380 J 。
4. 处于平衡态A 的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B ，将从外界吸热416 J ，若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸热582 J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中系统对外界所做的功为 582-416=166J 。
第三章化学热力学基础含答案
第三章 化学热力学基础1、以下物质在什么情况下⊿f H θm 、⊿f G θm 、S θm 数值为零。
H 2、O 2、Cl 2、Br 2、I 2、P 、Ag 、C 、Sn2、什么时候⊿r H θm =⊿f H θm （B ）3、估算反应的温度条件：低温、高温、任何温度自发或不自发4、哪些属于状态函数：H 、G 、S 、U 、p 、V 、T 、n 、W 、Q 、Q p 、Q v5、方程式相加、减、倍数（分数）、正逆，⊿H 、⊿G 、⊿S 变化？6、转变温度计算7、标态下反应自发性计算判定：⊿r G θm练习：一、单选题1、如果一个反应的吉布斯自由能变为零，则反应：A 、能自发进行B 、 是吸热反应C 、是放热反应D 、 处于平衡状态2、已知： Mg(s) + Cl 2(g) = MgCl 2(s) mr H ∆= -642 kJ·mol -1，则： A 、在任何温度下，正向反应是自发的B 、在任何温度下，正向反应是不自发的C 、高温下，正向反应是自发的；低温下，正向反应不自发D 、高温下，正向反应是不自发的；低温下，正向反应自发3、某化学反应可表示为A(g) + 2B(s)−→−2C(g)。
已知 m r H ∆< 0，下列判断正确的是 ：A 、 仅常温下反应可以自发进行B 、 仅高温下反应可以自发进行C 、 任何温度下反应均可以自发进行D 、 任何温度下反应均难以自发进行4、已知 CO(g) = C(s) +21O 2(g) 的 m r H ∆> 0， m r S ∆< 0， 则此反应A 、 低温下是自发变化B 、 高温下是自发变化C 、 低温下是非自发变化，高温下是自发变化D 、 任何温度下都是非自发的5、稳定单质在298 K ，100 kPa 下，下述正确的是：A 、 m S ， m f G ∆为零B 、 m f H ∆不为零C 、 m S 不为零， m f H ∆为零D 、 m S ， m f G ∆， m f H ∆均为零6、在下列反应中，焓变等于AgBr(s) 的 m f H ∆的反应是：A 、 Ag +(aq) + Br -(aq) = AgBr(s)B 、 2Ag(s) + Br 2(g) = 2AgBr(s)C 、 Ag(s) +21Br 2(l) = AgBr(s) D 、 Ag(s) +21Br 2(g) = AgBr(s)7、已知下列数据，哪个反应表示Δr H m Θ=Δf H m Θ (C 2H 5OH, l )A ．2C(金)+3H 2(l)+1/2O 2（g ） = C 2H 5OH (l)B ．2C(石)+3H 2(g l)+1/2O 2(l) =C 2H 5OH (l)C ．2C(石)+3H 2(g)+1/2O 2（g ）= C 2H 5OH (l)D ．2C(石)+3H 2(g)+1/2O 2（g ） = C 2H 5OH (g)8、下列各热力学函数中，哪些函数值不是零?A 、⊿f H θm (O 2,g,298K);B 、⊿f G θm (I 2,s,298K);C 、 ⊿f H θm (Br 2,l,298K);D 、S θ(H 2,g,298K)9、一种反应在高温下能自发进行，而在低温下不能自发进行的条件是：A . Δr H θ m < 0 ，Δr S θ m < 0 ； B. Δr H θ m < 0，Δr S θ m > 0 ；C. Δr H θ m > 0，Δr S θ m > 0 ；D. Δr H θ m > 0，Δr S θ m < 010、 “反应3H 2(g)+N 2(g)=2NH 3(g)在标准状态下进行”的含义是：A 、在p(H 2)=p(N 2)=p(NH 3)=100KPa 条件下进行；B 、298K ，保持p(H 2)=p(N 2)=p(NH 3)=100KPa 条件下进行；C 、反应系统保持压力100KPa 条件下进行；D 、p=100KPa 的H 2和N 2混合，反应发生。
热工基础习题和答案（手动word版）.doc
第一章热力学基础知识一、填空题1．实现能和能相互转化的工作物质就叫做。
2．热能动力装置的工作过程，概括起来就是工质从吸取热能，将其中一部分转化为，并把余下的一部分传给的过程。
3．热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的交换、交换和交换。
4．按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为和两类。
5．状态参数的变化量等于两状态下，该物理量的差值，而与无关。
6．决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。
7．1mmHg= Pa；1mmH2O= Pa。
8．气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5×105Pa的表压力为MPa。
9．用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为720.6mm。
已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。
10．一个可逆过程必须是过程，而且在过程中没有。
11．只有状态才能用参数坐标图上的点表示，只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。
12．热量和功都是系统与外界的度量，它们不是而是量。
13．工质作膨胀功时w 0，工质受到压缩时w 0，功的大小决定于。
二、名词解释1．标准状态——2．平衡状态——3．准平衡过程——4．可逆过程——5．热机——6．热源——7．热力系统——8．体积变化功——9．热力学温标——10．孤立系——三、判断题1．物质的温度越高，则所具有的热量愈多。
2．气体的压力越大，则所具有的功量愈大。
3．比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。
4．绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。
6．孤立系内工质的状态不会发生变化。
7．可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。
8．凝汽器的真空下降时，则其内蒸汽的绝对压力增大。
9．若容器中气体的压力没有改变，则压力表上的读数就一定不会改变。
四、选择题1．下列各量可作为工质状态参数的是：（1）表压力；（2）真空；（3）绝对压力。
2．水的三相点温度比冰点温度应：（1）相等；（2）略高些；（3）略低些。
【无机化学试题及答案】第二章 化学热力学基础
第二章化学热力学基础一、填空题1，热力学第一定律的数学表达式为；若不做非体积功，热力学第一定律可表示为。
2，在物理量H ，S ，G ，Q ，W ，T ，p 中，属于状态函数的是，与过程有关的量是______；在上述状态函数中，属于强度性质的是。
3，在温度T 时，参考单质的标准摩尔生成焓，标准摩尔生成吉布斯函数，标准摩尔熵。
4，反应2AB(s)B (g)＋AB 3(s)在298.15 K 、标准状态下正向自发进行，由此可判断该反应的(298.15 K)，(298.15 K)，(298.15 K)，若升高温度，反应正向进行的程度。
5，(NaCl, s, 298.15 K)称为，其SI 单位为。
6，2(H O, g, 298.15 K)称为，其SI 单位为。
7，2(O , g, 298.15 K)称为，其SI 单位为。
二、是非题1，虽然温度对r m H ∆和r m S ∆的影响较小，但温度对r m G ∆的影响却较大。
2，由于r m ,0p w H Q '=∆=，而H 是状态函数，因此,0p w Q '=也是状态函数。
3，r m S ∆＞0的反应在等温、等压下均能自发进行。
4，对于任何物质，焓和热力学能的相对大小为H U ＞。
5，298.15 K 时，2H (g)的标准摩尔燃烧焓等于2H O(g)的标准摩尔生成焓。
6，由于Q 和W 与过程有关，因此Q ＋W 也与过程有关。
7，对于同一化学反应，r m ()H T ∆必定大于r m ()U T ∆。
8，等温等压不做非体积功的条件下，一切吸热且熵减小的反应，均不能自动进行。
9，反应21CO(g)+O (g)22CO (g)的标准摩尔焓变即为2CO (g)的标准摩尔生成焓。
10，化学反应的摩尔焓变就是反应热。
三、问答题1，化学反应的r m G ∆与有何不同？2，如果系统放热，其热力学能是否一定减少？ 3，Hess 定律的内容如何？它能解决什么问题？ 4，什么叫标准摩尔生成焓？如何利用标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变？写出有关的计算公式。
热力学 习题答案
热力学习题答案 Final approval draft on November 22, 2020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0=V A 。
等体过程中系统吸收的热量与系统内 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 molP -=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。
第9章 热力学基础习题解答
第9章 热力学基础习题解答9-1 1mol 单原子分子理想气体，在4 atm 、27℃时体积1V =6L ，终态体积2V =12L 。
若过程是：（1）等温；（2）等压；求两种情况下的功、热量及内能的变化。
解：（1）等温过程：0=∆E12/ln 2121V V RT dV V RT pdV A Q V V V V T T νν====⎰⎰17282ln 30031.8=⨯=（J ）（2）等压过程：36472/)(32/12=-=∆=∆V V p T iR E ν（J ） 2431)(12=-=V V p A （J ）6078=+∆=A E Q P （J ）9-2 1mol 单原子分子理想气体从300 K 加热到350 K 。
（1）体积保持不变；（2）压强保持不变；在这两过程中系统各吸收了多少热量？增加了多少内能？气体对外做了多少功？解：（1）等体过程：0=V A3.6232/5031.832/=⨯⨯=∆=∆=T iR E Q V ν（J ）（2）等压过程：5.4155031.8)(12=⨯=∆=-=T R V V p A （J ） 10395.4153.623=+=+∆=A E Q P （J ）9-3 将400 J 的热量传给标准状态下的2mol 氢气。
（1）若温度不变，氢气的压强、体积各变为多少？（2）若压强不变，氢气的温度、体积各变为多少？（3）若体积不变，氢气的温度、压强各变为多少？哪一过程中它做功最多？为什么？哪一过程中内能增加最多？为什么？解：（1）8.4410013.127331.825000=⨯⨯⨯==p RT V ν(L) 等温过程：01/ln V V RT Q T ν=9.4827331.82400exp 8.44exp 01=⨯⨯==RT Q V V ν(L) 916.09.48/8.44/1001===V V p p （atm ）＝9.27×104（Pa ）（2）等压过程：)(02T T C Q P P -=ν9.2792732/31.87240002=+⨯⨯=+=T C Q T P ν（K ） 9.45273/8.449.279/0022=⨯==T V T V (L)（3）等体过程：)(03T T C Q V V -=ν6.2822732/31.85240003=+⨯⨯=+=T C Q T V ν（K ） 55003310049.1273/10013.16.282/⨯=⨯⨯==T p T p （Pa ） 等温过程做功最多，因为热量全部转化为功。
第3章-化学热力学基础-习题及全解答
第 3 章化学热力学基础1．状态函数的含义及其基本特征是什么？T、p、V、△ U、△ H、△ G、S、G、Q p、Q u、Q、W、W e最大中哪些是状态函数？哪些属于广度性质？哪些属于强度性质？答：状态函数的含义就是描述状态的宏观性质，如T、p、V、n、m、ρ等宏观物理量，因为体系的宏观性质与体系的状态之间存在对应的函数关系。
状态函数的基本特点如下：（1）在条件一定时，状态一定，状态函数就有一定值，而且是唯一值。
（2）条件变化时，状态也将变化，但状态函数的变化值只取决于始态和终态，与状态变化的途径无关。
（3）状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函数。
其中T、p、V、S、G是状态函数，V、S、G、H、U属于广度性质（具有加和性），T、p 属于强度性质。
2．下列叙述是否正确？试解释之。
（1）Q p=△H，H是状态函数，所以 Q p也是状态函数；（2）化学计量数与化学反应计量方程式中各反应物和产物前面的配平系数相等；（3）标准状况与标准态是同一个概念；（4）所有生成反应和燃烧反应都是氧化还原反应；（5）标准摩尔生成热是生成反应的标准摩尔反应热；（6）H2O（l ）的标准摩尔生成热等于H2（g）的标准摩尔燃烧热；（7）石墨和金刚石的燃烧热相等；（8）单质的标准生成热都为零；（9）稳定单质的△ f H m、S m、△f G m均为零；（10）当温度接近绝对零度时，所有放热反应均能自发进行。
（11 ）若△ r H m和△ r S m都为正值，则当温度升高时反应自发进行的可能性增加；（12 ）冬天公路上撒盐以使冰融化，此时△r G m值的符号为负，△ r S m值的符号为正。
答：（1）错。
虽然H是状态函数，△ H并不是状态函数，所以Qp 当然不是状态函数；。
（2）错。
因为反应物的化学计量数为负，与反应计量方程式中反应物前面为正的系数不相等；（3）错。
如气体的标准状况是指0℃和101.325KPa 条件，而标准态对温度没有限定；（4）错。
大学化学基础课后习题答案工科
13.实验测得下反应：A(g)+B(g)→产物，对A为一级反应，B 为二级反应，在某温度下的速率常数为0.05mol-2L-2s-1。
解: (1) 三级 （2） ν = kAB2 = 0.05×0.1×（0.05）2 =
1.25×10-5 mol/L
第3章 溶液和水溶液中的离子平衡
9. 知HClO的电离常数Ka=2.95×10-8，计算 0.05mol·dm-3 HClO溶液中的[H+]、[ClO-]及电离度。
解：由于
c 0.05mol / L Ka 2.95108 400 则可用以下公式进行近似计算
H c K c
H 2.95108 0.05
[H ] 3.84105
[ClO ] [H ] 3.84105 mol / L
)
3
(393.5)
0
0
2
(824.2)
467.9kJ / mol
r Sm (298.15K ) 3 (213.64) 4 27.28 3 5.74 2 87.4
558J mol1 K 1
要使反应自发进行，则
rGm r Hm (298.15K) TrSm(298.15K) 0 467.9kJ / mol T 558J mol1 K 1 103 0
[ Ag ]
Ksp
[CrO4 ]
91012 3105 mol / L 0.01
故Cl-先沉淀
第6章 电化学原理及其应用
12.
解： 由题意得：
K
[A2 ]3 [B3 ]2
热力学基础计算题 答案
热力学基础计算题答案热力学基础计算题-答案《热力学基础》计算题答案全1.温度为25℃、应力为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积收缩至原来的3倍．(普适气体常量r＝8.31j?mol?k，ln3=1.0986)(1)计算这个过程中气体对外所作的功．(2)假若气体经绝热过程体积收缩为原来的3倍，那么气体对外并作的功又就是多少？求解：(1)等温过程气体对外作功为3v03v0?1?1w?v0?pdv?v0?rtdv?rtln32分v=8.31×298×1.0986j=2.72×103j2分(2)绝热过程气体对外作功为3v03v0w?v0?pdv?pv?v00v0dv3111?31p0v0?rt2分后11＝2.20×103j2分2.一定量的单原子分子理想气体，从初态a启程，p(105pa)沿图示直线过程变到另一状态b，又经过等容、等压两过程回到状态a．b(1)谋a→b，b→c，c→a各过程中系统对3外所写的功w，内能的增量?e以及所稀释的热2量q．(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以ac1及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．3?3v(10m)解：(1)a→b：o1w1?(pb?pa)(vb?va)=200j．212δe1=??cv(tb－ta)=3(pbvb－pava)/2=750jq=w1+δe1＝950j．3分后b→c：w2=0δe2=??cv(tc－tb)=3(pcvc－pbvb)/2=－600j．q2=w2+δe2＝－600j．2分c→a：w3=pa(va－vc)=－100j．e3cv(tatc)3(pavapcvc)150j．2q3=w3+δe3＝－250j3分(2)w=w1+w2+w3=100j．q=q1+q2+q3=100j2分3.0.02kg的氦气(视作理想气体)，温度由17℃晋升为27℃．若在高涨过程中，(1)体积维持维持不变；(2)应力维持维持不变；(3)不与外界互换热量；先行分别谋弗勒利歇尔体内能够的发生改变、稀释的热量、外界对气体所作的功．(普适气体常量r=8.31j?molk)求解：氦气为单原子分子理想气体，i?3(1)等体过程，v＝常量，w=0据q＝?e+w可知q??e??1?1mcv(t2?t1)＝623j3分后mmol(2)定压过程，p=常量，q?mcp(t2?t1)=1.04×103jmmol?e与(1)相同．w=qe＝417j4分(3)q=0，?e与(1)同w=??e=?623j(负号表示外界作功)3分4.一定量的某单原子分子理想气体上装在半封闭的汽缸里．此汽缸存有可以活动的活塞(活塞与气缸壁之间并无摩擦且并无漏气)．未知气体的初应力p1=1atm，体积v1=1l，现将该气体在等温下冷却直至体积为原来的两倍，然后在等体积下冷却直至应力为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直至温度上升到初梅年才，(1)在p－v图上将整个过程则表示出．(2)试求在整个过程中气体内能的改变．(3)试求在整个过程中气体所稀释的热量．(1atm＝1.013×105pa)(4)试求在整个过程中气体所作的功．解：(1)p－v图如右图.2分p(atm)(2)t4=t1?e＝02分(3)(4)w＝q＝5.6×102j2分o15.1mol双原子分子理想气体从状态a(p1,v1)沿p?v图所p而立直线变化至状态b(p2,v2)，试求：(1)气体的内能增量．(2)气体对外界所作的功．(3)气体稀释的热量．(4)此过程的摩尔热容．(摩尔热容c=?q/?t，其中?q则表示1mol物质在过程中增高温度?t时所稀释的热量．)mmcp(t2?t1)?cv(t3?t2)mmolmmol53?p1(2v1?v1)?[2v1(2p1?p1)]2211p1v1＝5.6×102j4分?2q?21t1t3t2t4v(l)2p2p1oabv1v2v解：(1)?e?cv(t2?t1)?(2)w?5(p2v2?p1v1)2分21(p1?p2)(v2?v1)，21(p2v2?p1v1)．3分2w为梯形面积，根据相似三角形有p1v2=p2v1，则w?(3)q=δe+w=3(p2v2－p1v1)．2分后(4)以上计算对于a→b过程中任一微小状态变化均成立，故过程中δq=3δ(pv)．由状态方程得δ(pv)=rδt，故δq=3rδt，摩尔热容c=δq/δt=3r．3分6.存有1mol刚性多原子分子的理想气体，原来的应力为1.0atm，温度为27℃，若经过一绝热过程，并使其应力减少至16atm．试求：(1)气体内能的增量；(2)在该过程中气体所作的功；(3)终态时，气体的分子数密度．(1atm=1.013×105pa，玻尔兹曼常量k=1.38×10-23jk-1,普适气体常量r=8.31jmol-1k-1)解：(1)∵刚性多原子分子i=6，??i?2?4/31分i??1?∴t2?t1(p2/p1)e(m/mmol)600k2分后(2)∵绝热w=－δe=－7.48×103j(外界对气体作功)2分(3)∵p2=nkt2∴n=p2/(kt2)=1.96×1026个/m33分1ir(t2?t1)?7.48?103j2分后27.如果一定量的理想气体，其体积和压强依照v?a/p的规律变化，其中a为已知常量．试求：(1)气体从体积v1膨胀到v2所作的功；(2)气体体积为v1时的温度t1与体积为v2时的温度t2之比．求解：(1)dw=pdv=(a2/v2)dvw?dwv2v1(a2/v2)dv?a2(11?)2分v1v2(2)∵p1v1/t1=p2v2/t2∴t1/t2=p1v1/(p2v2)由v1?a/p1，v2?a/p2得p1/p2=(v2/v1)2∴t1/t2=(v2/v1)2(v1/v2)=v2/v13分后8.汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比e1∶e2＝？1)irt,pv?(m/mmol)rt2分后mol21得e?ipv211变化前e1?ip1v1，变化后e2?ip2v22分22绝热过程p1v1??p2v2?解：据e?(m/m即题设p2?(v/v)?12?p2/p13分11p1，则(v1/v2)??2211/?即v1/v2?()2∴1?1111/?e1/e2?ip1v1/(ip2v2)?2?()?2??1.223分后22219.2mol氢气(视作理想气体)已经开始时处在标准状态，后经等温过程从外界汲取了400j的热量，达至末态．谋末态的应力．(普适气体常量r=8.31jmol-2k-1)求解：在等温过程中，δt=0q=(m/mmol)rtln(v2/v1)得lnvv2?1q?0.0882(m/mmol)rt即v2/v1=1.093分末态应力p2=(v1/v2)p1=0.92atm2分后10.为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2j，必须传给气体多少热量？求解：等压过程w=pδv=(m/mmol)rδt1分后11ir?t?iw1分22双原子分子i?51分1∴q??e?w?iw?w?7j2分后2?e?(m/mmal)11.两端半封闭的水平气缸，被一连动活塞平分成左右两室，每室体积均为v0，其中器皿温度相同、应力均为p0的同种理想气体．现维持气体温度维持不变，用外力缓慢移动活塞(忽略摩擦)，并使左室气体的体积收缩为右室的2倍，问外力必须并作多少功？为了并使刚性双原子分子理想气体在等温收缩过程中对外作功2j，必须托付给气体多少热量？外力解：设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用w1、w2表示，外力作功用w′表示．由题知气缸总体积为2v0，左右两室气体初态体积均为v0，末态体积各为4v0/3和2v0/3.1分后据等温过程理想气体做功：w=(m/mmol)rtln(v2/v1)得w1?p0v0ln4v04?p0v0ln3v032v2得w2?p0v0ln0?p0v0ln2分3v03429?ln)?p0v0ln2分后338现活塞缓慢移动，促进作用于活塞两边的力应成正比，则w’+w1=－w2ww1?w2??p0v0(ln12.一定量的理想气体，从a态出发，经p－v图中所示的过p(105pa)程抵达b态，试求在这过程中，该气体稀释的热量．.ac42db1解：由图可得o258v(m3)5a态：pava?8×10jb态：pbvb?8×105j∵pava?pbvb，根据理想气体状态方程所述ta?tb?e=03分根据热力学第一定律得：q?w?pa(vc?va)?pb(vb?vd)?1.5?10j2分13.如图，体积为30l的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动6的活塞（活塞的质量和厚度可以忽略），容器内盛存有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压黎允文1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达至均衡时需向外吸热多少？（普适气体常量r=8.31jmol-1k-1）－3活塞解：开始时气体体积与温度分别为v1=30×103m，t1＝127＋273＝400k∴气体的应力为p1=rt1/v1=1.108×105pa大气压p0=1.013×105pa，p1>p0可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一个阶段等体降温，直至气体压强p2=p0，此时温德博瓦桑县t2，吸热q1；第二个阶段等温降温，直到温度t3=t0=27＋273=300k，吸热q2(1)q1?cv(t1?t2)?3r(t1?t2)2t2?(p2/p1)t1?365.7k∴q1=428j5分(2)q2?cp(t2?t3)?∴总计放热q=q1+q2=1.79×103j5分后5r(t2?t3)=1365j2。
热力学计算题(50题)
热力学计算题(50题)本文包含了50个热力学计算题的答案，分别为：1. 在1 atm下，如果1 L液态H2O沸腾，则液态H2O的温度是多少？答案：100℃2. 在标准状况下，1摩尔理想气体的体积是多少?答案：22.4 L3. 1升液态水的密度是多少？答案：1千克/升4. 一摩尔甲烷气体在标准状况下的热力学能是多少?答案: -74.8 kJ / mol5. 1升的理想气体在标准大气压下的焓(molar enthalpy)是多少？答案: -295 kJ / mol6. 一升20℃的空气有多少质量？答案：1.2 g7. 一升空气，温度为25℃，压力为1 atm，含有多少氧气分子？答案：其中氧气分子数量为 1.2 × 10^228. 一升CO2气体的温度为298K时，压力是多少？答案: 37.96 atm9. 如果一个物体的热容为25 J/℃，它受热 80℃，所吸收的热量是多少？答案：2000 J10. 摩尔热容是15 J/mol·K的氧气气体在1 atm下被加热10 K 会发生多少变化?答案：1.5 J11. 一个物体被加热10 J，它受热前的温度是20℃，它后来的温度是多少℃？答案：受热后的温度为 73.53℃12. 对于固体氧气（O2），如果将它从25℃加热到50℃，需要消耗多少热量？答案：340 J/mol13. 一升液态水被加热 100℃，需要吸收多少热量？答案：4184 J14. 一克液态水被加热 1℃，需要吸收多少热量？答案：4.18 J15. 对于CO2气体（1 mol），在1 atm和273 K下，它的物态方程是什么？答案：pV = (1 mol)(8.21 J/mol·K)(273 K)16. 用50 J的热量加热1升冷却水可能使它的温度升高多少℃？答案：温度可能升高 10℃17. 如果把长度为10 cm、质量为20 g的铝棒从25℃加热到175℃，需要多少热量？答案：252 J18. 对于一个摩尔二氧化碳气体，如果把压力从1 atm减小到0.75 atm，需要释放多少热量？答案：-495 J19. 对于1摩尔理想气体，如果把温度从200 K增加到1000 K，并保持其体积不变，则需要吸收多少热量？答案：23.32 kJ20. 一个系统吸收 250 J 的热量，释放50 J的热量，系统的内能的变化是多少？答案：200 J21. 对于一个物体，如果它从25℃升高到50℃，则它的热动能将变为原来的几倍？答案：1.5倍22. 一瓶500 g的汽水在室温下是10℃，如果将汽水加热到37℃，需要吸收多少热量？答案：目标温度需要吸收 8725 J 的热量23. 在25℃下，一块金属的热容容值是25 J/K，其体积是1 cm^3，密度为6.5 g/cm^3，求其热导率。
第9章 热力学基础习题解答
第9章 热力学基础习题解答9-1 1mol 单原子分子理想气体，在4 atm 、27℃时体积1V =6L ，终态体积2V =12L 。
若过程是：（1）等温；（2）等压；求两种情况下的功、热量及内能的变化。
解：（1）等温过程：0=∆E12/ln 2121V V RT dV VRTpdV A Q V V V V T T νν====⎰⎰17282ln 30031.8=⨯=（J ）（2）等压过程：36472/)(32/12=-=∆=∆V V p T iR E ν（J ） 2431)(12=-=V V p A （J ） 6078=+∆=A E Q P （J ）9-2 1mol 单原子分子理想气体从300 K 加热到350 K 。
（1）体积保持不变；（2）压强保持不变；在这两过程中系统各吸收了多少热量？增加了多少内能？气体对外做了多少功？解：（1）等体过程：0=V A3.6232/5031.832/=⨯⨯=∆=∆=T iR E Q V ν（J ）（2）等压过程：5.4155031.8)(12=⨯=∆=-=T R V V p A （J ） 10395.4153.623=+=+∆=A E Q P （J ） 9-3 将400 J 的热量传给标准状态下的2mol 氢气。
（1）若温度不变，氢气的压强、体积各变为多少？（2）若压强不变，氢气的温度、体积各变为多少？（3）若体积不变，氢气的温度、压强各变为多少？哪一过程中它做功最多？为什么？哪一过程中内能增加最多？为什么？解：（1）8.4410013.127331.82500=⨯⨯⨯==p RT V ν(L)等温过程：01/ln V V RT Q T ν= 9.4827331.82400exp8.44exp01=⨯⨯==RTQV V ν(L)916.09.48/8.44/1001===V V p p （atm ）＝9.27×104（Pa ） （2）等压过程：)(02T T C Q P P -=ν 9.2792732/31.87240002=+⨯⨯=+=T C QT Pν（K ）9.45273/8.449.279/0022=⨯==T V T V (L) （3）等体过程：)(03T T C Q V V -=ν 6.2822732/31.85240003=+⨯⨯=+=T C QT Vν（K ）55003310049.1273/10013.16.282/⨯=⨯⨯==T p T p （Pa ）等温过程做功最多，因为热量全部转化为功。
热工基础试题及答案
热工基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - W2. 下列哪一项不是热力学系统状态参数？A. 温度B. 压力C. 体积D. 热量3. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. P = ρRT/VC. PV = mRD. PV = RT4. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是：A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以完全转化为功D. 热量不能完全转化为功5. 传热的基本方式有：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 对流、辐射、蒸发D. 导热、对流、扩散二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
7. 解释什么是熵，并简述熵增原理。
8. 描述导热、对流和辐射三种传热方式的特点。
三、计算题（每题25分，共50分）9. 一个理想气体在等压过程中，从状态1（P1=100 kPa, V1=0.5 m³）变化到状态2（V2=1.5 m³）。
如果气体的摩尔质量为28 g/mol，求该过程中气体的温度变化。
10. 一个长方体固体（尺寸为0.5 m × 0.3 m × 0.2 m），材料的导热系数为50 W/m·K，初始温度为20°C。
当固体的底面被加热到100°C时，求经过30分钟后，固体顶面的温度。
答案一、选择题1. A2. D3. A4. D5. A二、简答题6. 热力学第一定律，即能量守恒定律，表述为系统内能的变化等于系统吸收的热量与对外做功的代数和。
第二定律表述为不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响，或不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体。
7. 熵是热力学系统无序度的量度，是一个状态函数。
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《热力学基础》计算题答案全1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R ＝8.31 1--⋅⋅K mol J 1，ln 3=1.0986) (1) 计算这个过程中气体对外所作的功．(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？解：(1) 等温过程气体对外作功为⎰⎰===333ln d d V V V V RT V VRTV p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103J 2分(2) 绝热过程气体对外作功为RT V p 1311131001--=--=--γγγγ 2分 ＝2.20×103 J 2分2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ．(1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量?E 以及所吸收的热量Q ．(2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ．ΔE 1=??C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 JQ =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分B →C ： W 2 =0ΔE 2 =??C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ．150)(23)(3-=-=-=∆C C A A C A V V p V p T T C E ν J ．Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分(2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ．Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 3. 0.02 kg 的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．(普适气体常量R =8.31 11K mol J --⋅)解：氦气为单原子分子理想气体，3=i (1) 等体过程，V ＝常量，W =0据 Q ＝?E +W 可知)(12T T C M ME Q V mol-=∆=＝623 J 3分 (2) 定压过程，p = 常量， )(12T T C M M Q p mol-==1.04×103J ?E 与(1) 相同．W = Q ???E ＝417 J 4分 (3) Q =0，?E 与(1) 同W = ??E=?623 J (负号表示外界作功) 3分 4. 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p 1=1atm ，体积V 1=1L ，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止， (1) 在p －V 图上将整个过程表示出来． (2) 试求在整个过程中气体内能的改变．(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm ＝1.013×105 Pa)(4) 试求在整个过程中气体所作的功． 解：(1) p －V 图如右图. 2分 (2) T 4=T 1?E ＝0 2分?11211V p =＝5.6×102J 4分 (4) W ＝Q ＝5.6×102J 2分5.1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p ?V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求：(1) 气体的内能增量．(2) 气体对外界所作的功． (3) 气体吸收的热量．(4) 此过程的摩尔热容．(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)解：(1))(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆2分(2) ))((211221V V p p W -+=，W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则)(211122V p V p W -=． 3分(3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )． 2分(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中ΔQ =3Δ(pV )． 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ， 故 ΔQ =3R ΔT ，摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ． 3分 6. 有1 mol 刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0 atm ，温度为27℃，若经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm ．试求：(1) 气体内能的增量； (2) 在该过程中气体所作的功； (3) 终态时，气体的分子数密度．( 1 atm= 1.013×105 Pa ， 玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J ·K -1,普适气体常量R =8.31 J ·mol -1·K -1 )解：(1) ∵ 刚性多原子分子 i = 6，3/42=+=ii γ 1分 ∴ 600)/(11212==-γγp p T T K 2分3121048.7)(21)/(⨯=-=∆T T iR M M E mol J 2分(2) ∵绝热W =－ΔE =－7.48×103 J (外界对气体作功) 2分 (3) ∵ p 2 = n kT 2∴ n = p 2 /(kT 2 )=1.96×1026 个/m 3 3分 7. 如果一定量的理想气体，其体积和压强依照p a V /=的规律变化，其中a 为已知常量．试求：(1) 气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功；(2) 气体体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比． 解：(1) d W = p d V = (a 2 /V 2 )d V)11()/(2122221V V a dV V a dW W V V -===⎰⎰ 2分 (2) ∵ p 1V 1 /T 1 = p 2V 2 /T 2 ∴ T 1/ T 2 = p 1V 1 / (p 2V 2 )由 11/p a V =，22/p a V =得 p 1 / p 2= (V 2 /V 1 )2∴ T 1/ T 2 = (V 2 /V 1 )2(V 1 /V 2) = V 2 /V 1 3分 8. 汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比 E 1∶E 2＝？解：据 iRT M M E mol 21)/(=, RT M M pV mol )/(= 2分 得 ipV E 21=变化前 11121V ip E =， 变化后22221V ip E = 2分 绝热过程 γγ2211V p V p =即 1221/)/(p p V V =γ 3分题设 1221p p =， 则 21)/(21=γV V 即 γ/121)21(/=V V∴)21/(21/221121V ip V ip E E =γ/1)21(2⨯=22.1211==-γ 3分9. 2 mol 氢气(视为理想气体)开始时处于标准状态，后经等温过程从外界吸取了 400 J 的热量，达到末态．求末态的压强．(普适气体常量R =8.31J·mol -2·K -1)解：在等温过程中， ΔT = 0Q = (M /M mol ) RT ln(V 2/V 1) 得0882.0)/(ln12==RTM M Q V V mol 即 V 2 /V 1=1.09 3分 末态压强 p 2 = (V 1 /V 2) p 1=0.92 atm 2分 10. 为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功 2 J ，必须传给气体多少热量？解：等压过程W = p ΔV =(M /M mol )R ΔT 1分内能增量iW T iR M M E mal 2121)/(==∆∆ 1分双原子分子5=i 1分∴ 721=+=+=∆W iW W E Q J 2分 11.两端封闭的水平气缸，被一可动活塞平分为左右两室，每室体积均为V 0，其中盛有温度相同、压强均为p 0的同种理想气体．现保持气体温度不变，用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦)，使左室气体的体积膨胀为右室的2倍，问外力必须作多少功？ 为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2 J ，必须传给气体多少热量？解：设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用W 1、W 2表示，外力作功用W ′表示．由题知气缸总体积为2V 0，左右两室气体初态体积均为V 0，末态体积各为4V 0/3和2V 0/3 . 1分据等温过程理想气体做功： W =(M /M mol )RT ln(V 2 /V 1) 得 34ln 34ln0000001V p V V V p W == 得 32ln 32ln0000002V p V V V p W == 2分 现活塞缓慢移动，作用于活塞两边的力应相等，则W’+W 1=－W 221W W W --=')32ln 34(ln 00+-=V p 89ln 00V p = 2分12.一定量的理想气体，从A 态出发，经p －V 图中所示的过程到达B 态，试求在这过程中，该气体吸收的热量． .解：由图可得A 态： =A A V p 8×105 JB 态： =B B V p 8×105 J ∵ B B A A V p V p =，根据理想气体状态方程可知B A T T =，?E = 0 3分根据热力学第一定律得：)()(D B B A C A V V p V V p W Q -+-==6105.1⨯= J 2分 13. 如图，体积为30L 的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压强为1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少？（普适气体常量 R = 8.31J ·mol -1·K -1）解：开始时气体体积与温度分别为 V 1 =30×10－3 m 3，T 1＝127＋273＝400 K ∴气体的压强为 p 1=RT 1/V 1 =1.108×105 Pa 大气压p 0=1.013×105 Pa ， p 1>p 0可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一个阶段等体降温，直至气体压强p 2 = p 0，此时温度为T 2，放热Q 1；第二个阶段等压降温，直至温度T 3= T 0=27＋273 =300 K ，放热Q 2(1) )(23)(21211T T R T T C Q V -=-=365.7 K活塞∴ Q 1= 428 J 5分 (2) )(25)(32322T T R T T C Q p -=-==1365 J ∴ 总计放热 Q = Q 1 + Q 2 = 1.79×103J 5分14.一定量的理想气体，由状态a 经b 到达c ．(如图，abc 为一直线)求此过程中(1) 气体对外作的功； (2) 气体内能的增量；(3) 气体吸收的热量．(1 atm ＝1.013×105 Pa)解：(1) 气体对外作的功等于线段c a 下所围的面积W ＝(1/2)×(1+3)×1.013×105×2×10?3 J ＝405.2 J 3分(2) 由图看出 P a V a =P c V c ∴T a =T c 2分 内能增量 0=∆E ． 2分 (3) 由热力学第一定律得Q =E ∆ +W =405.2 J ． 3分15. 一定量的理想气体在标准状态下体积为 1.0×10?2 m 3，求下列过程中气体吸收的热量：(1) 等温膨胀到体积为 2.0×10?2 m 3； (2) 先等体冷却，再等压膨胀到 (1) 中所到达的终态． 已知1 atm= 1.013×105 Pa ，并设气体的C V = 5R / 2． 解：(1) 如图，在A →B 的等温过程中,0=∆T E ， 1分∴ ⎰⎰===2121d d 11V V V V T T V VV p V p W Q )/ln(1211V V V p = 3分 将p 1=1.013×105 Pa ，V 1=1.0×10?2 m 3和V 2=2.0×10?2 m 3 代入上式，得 Q T ≈7.02×102 J 1分(2) A →C 等体和C →B 等压过程中 ∵A 、B 两态温度相同，∴ ΔE ABC = 0 ∴ Q ACB =W ACB =W CB =P 2(V 2－V 1) 3分又 p 2=(V 1/V 2)p 1=0.5 atm 1分 ∴ Q ACB =0.5×1.013×105×(2.0－1.0)×10?2 J ≈5.07×102 J 1分16. 将1 mol 理想气体等压加热，使其温度升高72 K ，传给它的热量等于1.60×103 J ，求： (1) 气体所作的功W ； (2) 气体内能的增量E ∆； (3) 比热容比?．(普适气体常量11K mol J 31.8--⋅⋅=R )解：(1) 598===∆∆T R V p W J 2分 (2) 31000.1⨯=-=∆W Q E J 1分 (3) 11K mol J 2.22--⋅⋅==∆T QC p 6.1==VpC C γ 2分17. 一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为p 0=1.2×106Pa ，V 0=8.31×10－3m 3，T 0 =300 K 的初态，后经过一等体过程，温度升高到T 1 =450 K ，再经过一等温过程，压强降到p = p 0的末态．已知该理想气体的等压摩尔热容与等体摩尔热容之比C p / C V =5/3．求：(1) 该理想气体的等压摩尔热容C p 和等体摩尔热容C V ．(2) 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量． (普适气体常量R = 8.31 J·mol －1·K －1)解：(1) 由35=V pC C 和 R C C V p =- 可解得 R C p 25= 和 R C V 23= 2分(2) 该理想气体的摩尔数 ==000RT Vp ν 4 mol在全过程中气体内能的改变量为 △E =??C V (T 1－T 2)=7.48×103 J 2分 全过程中气体对外作的功为 011lnp p RT W ν= 式中 p 1 ∕p 0=T 1 ∕T 0则 30111006.6ln⨯==T T RT W ν J ． 2分 全过程中气体从外界吸的热量为 Q = △E +W =1.35×104 J ． 2分 18.如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环。