热力学习题课
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 1
三、热 1、定义式δQ=CdT； 2、理气各过程Q的计算 3、凝聚系统Q的计算 δQv=CvdT 、δQp=CpdT 4、相变过程：等压Wf=0，Qp=△H相 5、化变：Qv=△U Qp=△rH (Wf=0)
=-∑ngRT。
四、 △ U 1、定义式： （1）△U=Q+W （2）dU=TdS-pdV(Wf=0) (3) dU=nCV,mdT 2、各种过程△U的计算 五、△H 1、定义式： dH=dU+d(PV)、 dH=TdS+VdP、 dH=nCP,mdT 2、各种过程△H的计算 等压，Wf=0、△H=QP
2、各过过程△S计算 理气 P1V1T1→P2V2T2 △S=nCV,mlnT2/T1+nRlnV2/V1 =nCP,mlnT2/T1+nRlnP1/P2 =nCV,mlnP2/P1+nCP,mlnV2/V1
又如，可逆相变，可逆化变（Wf=0）
S H 相 T相
S R
QP , R T
S sur
8．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 9．关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的 (A) 热不能自动从低温流向高温 (B) 不可能从单一热源吸热做功而无其它变化 (C) 第二类永动机是造不成的 (D) 热不可能全部转化为功 10. 热力学第三定律可以表示为： (A)在0K时，任何晶体的熵等于零 (B)在0K时，任何完整晶体的熵等于零 (C)在0℃时，任何晶体的熵等于零 (D)在0℃时，任何完整晶体的熵等于零
热力学
§1 基础概念与术语
热力学及 其应用小结
一、基本概念 1、系统与环境 2、广度性质、强度性质 3、状态函数 4、热力学平衡态，满足四大平衡。 5、热、功（体积功，有用功） 6、过程与途径 7、可逆过程 8、自发过程 9、卡诺循环
二、热力学函数 U、H、S、A、G 三、基本原理： 1、热一律 2、盖斯定律 3、卡诺定律
二、体积功的计算 1、定义式：δW=-PedV 2、理想气体各过程W的计算 3、凝聚系统功的计算 如P变化不大，W=- V V pdV =0。 若恒压，W=-peΔV, 4、相变过程：始-终的Wf=0，对于S-g、l-g过 程，W=-p（Vg-Vs,l）=-pVg=-nRT。 5、化学反应 液相（无气体）反应，W=0。 n RT n RT 产 反 气体反应：W=-p（V产-V反）=-P P P
§3 热力学基本关系式 一、定义式及4个基本关系（及4个特征函数） §4热力学判据 > 0 不可逆，自发过程 熵判据 (dS )U .V 0 = 0 可逆，达到平衡 Helmholtz (dA) T ,V ,Wf 0 0 自由能 Gibbs 自由能 Wf ≠ 0 电池中
< 0 不可逆，自发过程 = 0 可逆，达到平衡
(dG )T , p ,Wf 0 0
-dGT,p≥-Wf -dGT,p≥nEF
一、选择题
1.在101.325KPa，25℃下，下列反应分别经途径Ⅰ（在烧杯中进 行）和途径Ⅱ（在电池中进行）Zn+CuSO4（1mol.Kg-1） →Cu+ ZnSO4（1mol.Kg-1） 问下列各式成立的是____； A.△HⅠ=△HⅡB.QⅠ= QⅡC.△HⅠ= QⅠ D.△HⅡ= QⅡ 2．第一类永动机不能制造成功的原因是 A.能量不能创造也不能消灭 C.能量传递的形式只有热和功 B. 实际过程中功的损失无法避免 D. 热不能全部转换成功 3.在系统温度恒定的变化中，系统与环境之间_ _ 。 A.一定产生热交换 B.一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D.温度恒定与热交换无关 4.在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵 A.不变 B.可能增大或减小 C.总是减小 D.总是增大 5.内燃机车头牵引相同的一列车厢，在下列____环境下，消耗 燃料最多。 A.北方冬天 B.北方夏天 C.南方冬天 D.南方夏天 6.已知反应B→A，B → C的等压反应热分别为∆H1与∆H2，那 么A → C的∆H3与它们的关系是:（ ） (A) ∆H3 = ∆H1 + ∆H2 ； (B) ∆H3 = ∆H1 - ∆H2 ； (C) ∆H3 = ∆H2 - ∆H1 ； (D) ∆H3 = 2∆H1 - ∆H2 。 7. 理想气体模型的基本特征是 (A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等 (C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量 (D) 分子间无作用力, 分子本身无体积
Q系 T环
1
七、△G 1、定义式△G=△H-△（TS），dG=-SdT+VdP 2、各种体系与过程△G的计算。 八、计算要决： 1、掌握定义式及基本关系式 2、明确体系的类型 （1）气态：理气 （2）凝聚态：纯物质及蒸气 （3）混合聚集态：均相还是多相 3、认准过程特征 4、不可逆相变要设计一条可逆途径代替 （具有相同的始终态），符合题给条件，并有相应公式。 5、检验结果正确性。
二、计算题 1.苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓为 30.77kJ•mol-，现将353K，标准压力下的1 摩尔液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯 蒸汽(设为理想气体)。 A．计算该过程苯吸收的热量和做的功； B．求过程的△G和△S； C．求环境的熵变； D．可以使用何中判据判断过程的性质。
2
U、H与Q、W的区别及联系 1） U、H是状态函数，与始末状态有关，与 过程无关； Q、W是能量传递的形式，与过程 有关 2）在某些特定的条件下，系统的⊿U、 ⊿H 在数值上与Q、W相等
六、△S 1、定义式：
dS
QR
T
S S 2 S1
dU百度文库 WR T
△H=QP (封闭系统，等压过程，Wf=0) △U=Qv (封闭系统，等容过程，Wf=0) △U=W (封闭系统，绝热过程)
T2 T1 Q2 Q1 T2 Q2
4、热二律（两种典型说法） 5、熵增原理
S iso 0
dS
Q 0 T
§2 基本公式 一、基本过程的特征 1、简单pVT变化（无相变，化变） （1）等温过程：T1=T2=T环，dT=0 （2）变温过程：T1≠T2（=T环），dT≠0 （3）等压过程：P1=P2=P环，dP=0， 恒外压过程：P1≠P2=P环， 向真空膨胀：Pe=0,但P1、P2≠0。 （4）等容过程：V1=V2, dV=0 （5）绝热过程：Q=0 2、相变：可逆、不可逆。 3、可逆、不可逆。
三、热 1、定义式δQ=CdT； 2、理气各过程Q的计算 3、凝聚系统Q的计算 δQv=CvdT 、δQp=CpdT 4、相变过程：等压Wf=0，Qp=△H相 5、化变：Qv=△U Qp=△rH (Wf=0)
=-∑ngRT。
四、 △ U 1、定义式： （1）△U=Q+W （2）dU=TdS-pdV(Wf=0) (3) dU=nCV,mdT 2、各种过程△U的计算 五、△H 1、定义式： dH=dU+d(PV)、 dH=TdS+VdP、 dH=nCP,mdT 2、各种过程△H的计算 等压，Wf=0、△H=QP
2、各过过程△S计算 理气 P1V1T1→P2V2T2 △S=nCV,mlnT2/T1+nRlnV2/V1 =nCP,mlnT2/T1+nRlnP1/P2 =nCV,mlnP2/P1+nCP,mlnV2/V1
又如，可逆相变，可逆化变（Wf=0）
S H 相 T相
S R
QP , R T
S sur
8．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 9．关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的 (A) 热不能自动从低温流向高温 (B) 不可能从单一热源吸热做功而无其它变化 (C) 第二类永动机是造不成的 (D) 热不可能全部转化为功 10. 热力学第三定律可以表示为： (A)在0K时，任何晶体的熵等于零 (B)在0K时，任何完整晶体的熵等于零 (C)在0℃时，任何晶体的熵等于零 (D)在0℃时，任何完整晶体的熵等于零
热力学
§1 基础概念与术语
热力学及 其应用小结
一、基本概念 1、系统与环境 2、广度性质、强度性质 3、状态函数 4、热力学平衡态，满足四大平衡。 5、热、功（体积功，有用功） 6、过程与途径 7、可逆过程 8、自发过程 9、卡诺循环
二、热力学函数 U、H、S、A、G 三、基本原理： 1、热一律 2、盖斯定律 3、卡诺定律
二、体积功的计算 1、定义式：δW=-PedV 2、理想气体各过程W的计算 3、凝聚系统功的计算 如P变化不大，W=- V V pdV =0。 若恒压，W=-peΔV, 4、相变过程：始-终的Wf=0，对于S-g、l-g过 程，W=-p（Vg-Vs,l）=-pVg=-nRT。 5、化学反应 液相（无气体）反应，W=0。 n RT n RT 产 反 气体反应：W=-p（V产-V反）=-P P P
§3 热力学基本关系式 一、定义式及4个基本关系（及4个特征函数） §4热力学判据 > 0 不可逆，自发过程 熵判据 (dS )U .V 0 = 0 可逆，达到平衡 Helmholtz (dA) T ,V ,Wf 0 0 自由能 Gibbs 自由能 Wf ≠ 0 电池中
< 0 不可逆，自发过程 = 0 可逆，达到平衡
(dG )T , p ,Wf 0 0
-dGT,p≥-Wf -dGT,p≥nEF
一、选择题
1.在101.325KPa，25℃下，下列反应分别经途径Ⅰ（在烧杯中进 行）和途径Ⅱ（在电池中进行）Zn+CuSO4（1mol.Kg-1） →Cu+ ZnSO4（1mol.Kg-1） 问下列各式成立的是____； A.△HⅠ=△HⅡB.QⅠ= QⅡC.△HⅠ= QⅠ D.△HⅡ= QⅡ 2．第一类永动机不能制造成功的原因是 A.能量不能创造也不能消灭 C.能量传递的形式只有热和功 B. 实际过程中功的损失无法避免 D. 热不能全部转换成功 3.在系统温度恒定的变化中，系统与环境之间_ _ 。 A.一定产生热交换 B.一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D.温度恒定与热交换无关 4.在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵 A.不变 B.可能增大或减小 C.总是减小 D.总是增大 5.内燃机车头牵引相同的一列车厢，在下列____环境下，消耗 燃料最多。 A.北方冬天 B.北方夏天 C.南方冬天 D.南方夏天 6.已知反应B→A，B → C的等压反应热分别为∆H1与∆H2，那 么A → C的∆H3与它们的关系是:（ ） (A) ∆H3 = ∆H1 + ∆H2 ； (B) ∆H3 = ∆H1 - ∆H2 ； (C) ∆H3 = ∆H2 - ∆H1 ； (D) ∆H3 = 2∆H1 - ∆H2 。 7. 理想气体模型的基本特征是 (A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等 (C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量 (D) 分子间无作用力, 分子本身无体积
Q系 T环
1
七、△G 1、定义式△G=△H-△（TS），dG=-SdT+VdP 2、各种体系与过程△G的计算。 八、计算要决： 1、掌握定义式及基本关系式 2、明确体系的类型 （1）气态：理气 （2）凝聚态：纯物质及蒸气 （3）混合聚集态：均相还是多相 3、认准过程特征 4、不可逆相变要设计一条可逆途径代替 （具有相同的始终态），符合题给条件，并有相应公式。 5、检验结果正确性。
二、计算题 1.苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓为 30.77kJ•mol-，现将353K，标准压力下的1 摩尔液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯 蒸汽(设为理想气体)。 A．计算该过程苯吸收的热量和做的功； B．求过程的△G和△S； C．求环境的熵变； D．可以使用何中判据判断过程的性质。
2
U、H与Q、W的区别及联系 1） U、H是状态函数，与始末状态有关，与 过程无关； Q、W是能量传递的形式，与过程 有关 2）在某些特定的条件下，系统的⊿U、 ⊿H 在数值上与Q、W相等
六、△S 1、定义式：
dS
QR
T
S S 2 S1
dU百度文库 WR T
△H=QP (封闭系统，等压过程，Wf=0) △U=Qv (封闭系统，等容过程，Wf=0) △U=W (封闭系统，绝热过程)
T2 T1 Q2 Q1 T2 Q2
4、热二律（两种典型说法） 5、熵增原理
S iso 0
dS
Q 0 T
§2 基本公式 一、基本过程的特征 1、简单pVT变化（无相变，化变） （1）等温过程：T1=T2=T环，dT=0 （2）变温过程：T1≠T2（=T环），dT≠0 （3）等压过程：P1=P2=P环，dP=0， 恒外压过程：P1≠P2=P环， 向真空膨胀：Pe=0,但P1、P2≠0。 （4）等容过程：V1=V2, dV=0 （5）绝热过程：Q=0 2、相变：可逆、不可逆。 3、可逆、不可逆。