热力学第一定律习题
热力学第一定律
热力学第一定律练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、已知温度T 时反应 H 2(g) +12O 2(g) == H 2O(g) 的∆rH ，则∆rH 即为温度为T 时H 2 (g)的∆C H 。
（ ）2、不同物质在它们相同的对应状态下，具有相同的压缩性，即具有相同的压缩因子Z 。
( )。
3、d U = nC V ,m d T 这个公式对一定量的理想气体的任何p ，V ，T 过程均适用， ( )4、物质的量为n 的理想气体，由T 1，p 1绝热膨胀到T 2，p 2，该过程的焓变化 ∆H n C T p T T =⎰,m d 12。
（ ）5、25℃时H 2(g)的标准摩尔燃烧热等于25℃时H 2O(l)的标准摩尔生成热。
（ ）6、判断下述结论对还是不对，将答案写在其后的括号中。
( 1 )化学反应热Q p 其大小只取决于系统始终态；( )( 2 )凡是化学反应的等压热必大于等容热；( )( 3 )理想气体等容过程的焓变为21,m d ()T V T H nC T V p ∆=+∆⎰；( )( 4 )理想气体等压过程的热力学能变为∆∆U n C T p V p T T =-⎰,()m d 12。
( )7、理想气体的热力学能和焓均只是温度的函数，而与压力或体积无关。
（ ）8、在定温定压下，CO 2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO 2的内能和焓也不变。
( )9、 25℃∆f H (S , 单斜) = 0 。
（ ）。
10、已知温度T 时反应 H 2(g) +12O 2(g) == H 2O(l) 的∆r H ，则∆r H 即为温度为T 时H 2O(l)的∆f H 。
（ ）11、理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。
因为是恒压，所以∆H = Q ；又因为是绝热，Q = 0，故∆H = 0。
( )12、因为Q p = ∆H ，Q V = ∆U ，而焓与热力学能是状态函数，所以Q p 与Q V 也是状态函数。
热力学第一定律经典例题
研
室
。若 1
p
RT a 2 ,故 V b V
(
p R )V V b T
而
(
V2 U p RT a a dV 2.07 K )T T ( )V p - p 2 , 得 T = V1 V T V -b V CV V 2
焦耳系数
J (
T U )U ( )T V V
取某一时刻礼堂内的空气为系统，在压力和体积维持恒定时， n pV / RT 。
T1
学
会议过程中的总热量:
QP dQ p
T2
空气为双原子分子， 代入得 4
mol CO 2 服从范德华气体方程，从 5 dm3膨胀到 25 dm3，计算在焦耳膨胀实验中温度的变化
T 。已知 CV ,m 28.1 J K -1 mol1 ， a 0.364Pa m6 mo上刺一小孔后， n mol 空气进入箱内，在此过程中环境对系统做功为 p V1 。
学
V1
RT1 8.3145 273 p p 2pV 11.2 dm3 ； 1 2 ; V2 1 1 2V1 22.4 dm3 p1 202650 V1 V2 p1
解：范德华方程为
浙
已知 (U /V )T T (p/T )V p ，导出范德华气体有 (U /V )T a / V
江
工 业
p ， V ， R ， T1 均已知， T2 T1 5 298K C p ,m 7 2 R；
Q p 6000.8J
2
大
物
T2
T1
理
恒压过程中的热量计算:
p、 V、 T 均可以由理想气体状态方程求出。 理想气体单纯 pVT 变化， 无论什么过程， 当 CV ,m
热力学第一定律例题
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
由绝热可逆过程方程 T1 p11 T2 p21 得
p1 T2 T1 p2
1
40 300 3.5
11.4 1.4
149.6 K
U = n CV,m(T2–T1)= –1003 J
H = n Cp,m(T2–T1)= –1405 J W= U = –1003 J
例 3 101.3kPa 下， 1mol H2O(l) 在其沸点时蒸发为气体 ( 设 H2O
(g)为理想气体)。已知蒸发热为 40.59kJ· mol-1 ，求此过程的 Q、 W、 vapU和vapH；若将1mol 处于101.3 kPa、373 K下的H2O(l) 放入真空容器内，整个容器放在373 K的恒温槽中，当H2O(l)全 部气化后， 容器内的压力为 101.3kPa ，求此过程的 Q 、 W 、 vapU和vapH。
101325 Pa)的水蒸气，求此过程总的Q、W、 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。
解
(1) Qp = H =1 mol×40.67 kJ· mol–1 = 40.67 kJ W = -p(Vg-Vl)≈-pVg =-nRT = -3.102 kJ
热力学第一定律练习题
第一章 热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。
2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。
3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。
其热的概念与热力学相同。
4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。
5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。
6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。
7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。
8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。
9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。
10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。
11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。
12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。
13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。
14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。
16．在101.325kPa 下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想 气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。
17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。
已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。
18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。
《热力学第一定律》练习题
第2章 《热力学第一定律》练习题一、思考题1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =∆计算，那两种过程所做的功是否一样?2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应，(3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。
在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?3. 在298 K ，101.3 kPa 压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。
二、填空题1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ∆=；_____H ∆=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。
2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。
3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。
4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。
5. 某化学反应：A(l) + 0.5B(g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10k J ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。
6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν∆=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、101.325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ∆=；_____H ∆=。
第一章 热力学第一定律习题
第一章热力学第一定律一选择题1.选出下列性质参数中属于容量性质的量: ( C )(A)温度T；(B)浓度c；(C)体积V；(D)压力p。
2.若将人作为一个体系，则该体系为: ( C )(A)孤立体系；(B)封闭体系；(C)敞开体系；(D)无法确定。
3.下列性质属于强度性质的是: ( D )(A)热力学能和焓；(B)压力与恒压热容；(C)温度与体积差；(D)摩尔体积与摩尔热力学能。
4.气体通用常数R 在国际单位制中为:( B )(A)0.082L·atm·mol-1·K-1；(B)8.314 J·mol-1·K-1；(C)1.987cal·mol-1·K-1；(D)8.314×107 erg·mol-1·K-1。
5.关于状态函数的下列说法中，错误的是( D )(A)状态一定，值一定；(B)在数学上有全微分性质；(C)其循环积分等于零；(D)所有状态函数的绝对值都无法确定。
6.下列关系式中为理想气体绝热可逆过程方程式的是( C )(A)p1V1=p2V2；(B)pV=k；(C)pVγ=k；(D)10V=k·T。
7.体系与环境之间的能量传递形式有多少种？( C )(A) 1；(B) 3；(C) 2；(D) 4。
8.下列参数中属于过程量的是( C )(A)H；(B)U；(C)W；(D)V。
9.下列关系式成立的是( A )(A)理想气体(∂U/∂V)T=0；(B)理想气体(∂U/∂p)v=0；(C)实际气体(∂U/∂V)T=0；(D)实际气体(∂U/∂p)v=0。
10.下列叙述中正确的是( D )(A)作为容量性质的焓具有明确的物理意义；(B)任意条件下，焓的增量都与过程的热相等；(C)作为强度性质的焓没有明确的物理意义；(D)仅在恒压与非体积功为零的条件下，焓的增量才与过程的热相等。
11.下列叙述中正确的是( C )(A)热力学能是一种强度性质的量；(B)热力学能包括了体系外部的动能与位能；(C)焓是一种容量性质的量；(D)焓，热力学能，功，热的性质都一样。
热力学第一定律 习题
(C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 等容量热计中的燃烧过程
3.某化学反应在恒压绝热和只做体积功的条件下进行,体系的温度由T1升
高到T2,则此过程的焓变ΔH为（C）
(A)小于零 (B) 大于零 (C)等于零 (D) 不能确定
4.对下列四种表述
(1) 因为QP=ΔH 所以只有等压过程才有ΔH (2)因为QP=ΔH 所以Qp也具
(A) - 393.4KJ.mol-1 (B) - 395.3KJ.mol-1 (C) - 1.9KJ.mol-1 (D)
1.9KJ.mol-1
4、已知在298K和标准压力下,反应：C(金刚石)+1/2O2(g)=CO (g)的标准
摩尔焓变为该 值与如下哪个焓变相当:（D）
A） CO (g)标准摩尔生成焓 B） C(金刚石)的标准摩尔燃烧焓 C）
说法是错误的？（D）
（A） 是CO2(g) 的标准摩尔生成焓 （B） =
（C） 是石墨的标准摩尔燃烧焓 (D) <
3.石墨(C)和金刚石(C)在25℃,100KPa下的标准摩尔燃烧热分别
是-393.4KJ.mol-1和-395.3KJ.mol-1,则金刚石的标准摩尔生成焓
(298K)为：（D）
有状态函数的性质
(3) 公式QP=ΔH只适用于封闭系等压只做体积功的过程
(4) 对于封闭系,经历一个不做非体积功的等压过程,其热量值只决定于
体系的始态和终态
上述诸结论正确的是（B）
(A) (1) (4)
(B) (3) (4)
(C) (2) (3)
(D) (1) (2)
5.当体系将热量传递给环境后,体系的焓（D）
9．理想气体从同一始态出发，经可逆与不可逆两种绝热过程（B）
热力学第一定律习题
第一章热力学第一定律一. 选择题：1. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将( )(A) 降低(B) 增加(C) 不变(D) 增加、减少不能确定2. 在一刚性的绝热箱中，隔板两边均充满空气，(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知P右< P左，则将隔板抽去后应有( )(A) Q = 0 W = 0 △U = 0 (B) Q = 0 W < 0 △U > 0(C) Q > 0 W < 0 △U > 0 (D) △U = 0 , Q ＝W ≠03. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则( )(A ) Q < 0 , W = 0 , △rU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , △rU < 0(C) Q < 0 , W > 0 , △rU = 0 (D) Q < 0 , W > 0 , △rU < 04. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，则C6H6(l) + (15/2)O2(g) = 6CO2+ 3H2O(g) ( )(A ) △U = 0 , △H < 0 , Q = 0 (B) △U = 0 , △H > 0 , W = 0(C) Q = 0 , △U = 0 , △H = 0 (D) Q = 0 , △U ≠0 , △H ≠05. 1mol，373K，标准压力下的水经下列二个不同过程达到373K，标准压力下的水气，(1) 等温等压可逆蒸发(2) 真空蒸发，这二个过程中功和热的关系为( )(A ) W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2(C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q26. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外相等时关闭活塞，此时筒内温度将( )(A ) 不变(B) 升高(C) 降低(D) 无法判定7. 封闭体系从1 态变B 态，可以沿两条等温途径: （甲）可逆途径（乙）不可逆途径则下列关系式⑴△U可逆> △U不可逆⑵W可逆> W不可逆⑶Q可逆> Q不可逆⑷( Q可逆- W可逆) > ( Q不可逆- W不可逆) 正确的是( )(A ) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(4)８. 化学反应在只做体积功的等温等压条件下，若从反应物开始进行反应，则此反应(A ) 是热力学可逆过程(B) 是热力学不可逆过程(C) 是否可逆不能确定(D) 是不能进行的过程9. 1mol 单原子理想气体从298K，202.65kPa 经历①等温②绝热③等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的 2 倍，所作的功分别为W1,W2,W3，三者的关系是( )(A ) W1> W2> W3 (B) W2> W1> W3(C) W3> W2> W1 (D) W3> W1> W210. 凡是在孤立体系中进行的变化，其△U 和△H 的值一定是( )(A ) △U > 0 , △H > 0 (B) △U = 0 , △H = 0(C) △U < 0 , △H < 0 (D) △U = 0 , △H 大于、小于或等于零不确定11. 对于下列的四种表述(1) 因为△H = Qp，所以只有等压过程才有△H(2) 因为△H = Qp，所以Qp也具有状态焓数的性质(3) 公式△H = Qp只适用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：( )(A ) (1) (4) (B) (3) (4) (C) (2) (3) (D) (1) (2)12. △H = Qp此式适用于下列那个过程( )(A ) 理想气体从1013250 Pa 反抗恒定的101325 Pa膨胀到101325Pa(B) 0℃,101325 Pa下冰融化成水(C) 电解CuSO4水溶液(D) 气体从(298K,101325 Pa) 可逆变化到(373K,10132.5 Pa)13. 理想气体从同一始态(P1,V1) 出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使其终态均达到体积为V2，此二过程做的功的绝对值应是：( )(A ) 恒温功大于绝热功(B) 恒温功等于绝热功(C) 恒温功小于绝热功(D) 无法确定关系14. 下列诸过程可应用公式dU = ( Cp- nR )dT 进行计算的是：( )(A ) 实际气体等压可逆冷却(B) 恒容搅拌某液体以升高温度(C) 理想气体绝热可逆膨胀(D) 量热弹中的燃烧过程15. 1mol 理想气体经历可逆绝热过程，功的计算式有下列几种，其中哪一个是错误的( )(A ) Cv(T1- T2) (B) Cp(T2-T1)(C) (P1V1- P2V2)/(r-1) (D) R(T1-T2)/(r-1)16. 对于理想气体下述结论中正确的是( )(A ) (H/T)v = 0 (H/V)T = 0 (B) (H/T)p = 0 (H/P)T= 0(C) (H/T)p = 0 (H/V)T = 0 (D) (H/V)T = 0 (H/P)T= 017. 1mol 单原子理想气体，从273K，202.65 kPa 经PT = 常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的△U 为( )(A ) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D) -1702 J18.对于一定量的理想气体，下列过程不可能发生的是：( )(A ) 恒温下绝热膨胀(B) 恒压下绝热膨胀(C) 吸热而温度不变(D) 吸热，同时体积又缩小19. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态1 (P1,V1,T1)变化到状态2 (P2,V2,T2)，所做的功为( )(A) P2V2-P1V1 (B) P2(V2-V1)(C) [P2V2γ/(1-γ)](1/V2γ-1)- (1/ V1γ-1) (D) (P2V2-P1V1)/(1-γ)20. 反应(1) C1CO3(s) →C1O (s) + CO2(g)；△rHm= 179.5 kJ.mol-1反应(2) C2H2(g) + H2O (l) →CH3CHO (g)；△rHm= -107.2 kJ.mol-1反应(3) C2H4(g) + H2O (l) →C2H5OH (l)；△rHm= -44.08 kJ.mol-1反应(4) CS2(l) + 3O2(g) →CO2(g) + 2SO2(g)；△rHm= -897.6 kJ.mol-1其中热效应│Qp│>│Qv│的反应是( )(A ) (1),(4) (B) (1),(2) (C) (1),(3) (D) (4),(3)21. 当以5mol H2气与4mol Cl2气混合，最后生成2mol HCl 气。
第一章热力学第一定律习题
第一章 热力学第一定律1 体系经历一个正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？ ( ) (D)(A) 体系本身没有任何变化(B) 再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环，最后体系和环境都没有任何变化(C) 体系复原了，但环境并未复原(D) 体系和环境都没有任何变化2. 一恒压反应体系,若产物与反应物的∆C p >0,则此反应 ( ) (D)(A) 吸热 (B) 放热(C) 无热效应 (D) 吸放热不能肯定3. 下述说法哪一种不正确? ( ) (B)(A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零(B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零(C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低(D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零4. 一体系如图，隔板两边均充满空气(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知p 右<p 左，则将隔板抽去后应有：( ) (A)(A) Q = 0 W = 0 ΔU = 0(B) Q = 0 W < 0 ΔU > 0(C) Q > 0 W < 0 ΔU > 0(D) ΔU = 0 , Q ＝W ≠ 05. 将某理想气体从温度T 1加热到T 2。
若此变化为非恒压过程,则其焓变ΔH 应为何值?( ) (B)(A) ΔH =0 (B) ΔH =C p (T 2-T 1)(C) ΔH 不存在 (D) ΔH 等于其它值6. 在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为： ( ) (D)(A) 100 % (B) 75 %(C) 25 % (D) 20 %7. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p 1,V 1,T 1)变化到状态 2 (p 2,V 2,T 2)，所做的功为：( ) (D)(A) p 2V 2-p 1V 1(B) p 2(V 2-V 1)(C) [p 2V γ2/(1-γ)](1/V 2γ-1-1/V 1γ-1)(D) -(p 2V 2-p 1V 1)/(1-γ)8.若一气体的方程为pV m =RT +αp (α>0 常数),则: ( ) (A)(A) ()T U V∂∂=0 (B) ()V U p ∂∂=0(C) ()V U T ∂∂=0 (D) ()p U T∂∂=0 9. 氢气可看作理想气体，设 H 2为刚性分子，电子处于基态，其C V , m = ___________ ， C p , m = ____________ ，以气体常数R 表示。
热力学第一定律试题
热力学第一定律试题（一）填空题（每题2分）1．1-1-1-9 理想气体等温可逆膨胀过程，ΔU 0，ΔH 0，Q 0，W 0。
(填>、=、<)2．1-1-1-11 气体分子数增加的反应，在恒容无非体积功的条件下，ΔU ΔH，ΔH Q，ΔU Q，W 0。
(填>、=、<)3．1-1-1-9 将热量Q传给一定量的理想气体，（1）若体积不变，则这热量转变为；（2）若温度不变，则这热量转变为；（3）若压力不变，则这热量转变为。
4．1-1-1-9 在一个绝热箱内装有浓硫酸和水，开始中间用隔膜分开，然后弄破隔膜，使水和浓硫酸混合，以水和浓硫酸为体系，则Q 0，W 0，ΔU 0。
(填>、=、<)5．1-1-1-13 1mol液态苯在298K时置于恒容氧弹中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264KJ·mol-1。
则其等压燃烧热为。
6．1-1-1-13 反应C(石墨) + O2 CO2(g)的ΔH，是CO2(g)的热，是C(石墨)的热。
7．1-1-1-9 有3molH2(可视为理想气体)，由298K加热到423K，则此过程的ΔU为。
8．1-1-1-9 1mol双原子理想气体，从温度300K绝热压缩到500K，则焓变为。
^9. 1-1-1-3 体系经历不可逆循环后，ΔU 0，ΔH0。
（二）选择题（每题1分）10．1-4-2-1 有一敞口容器中放有水溶液，如果以此溶液为体系，则为：（）(A) 孤立体系(B) 封闭体系(C) 敞开体系(D) 绝热体系11．1-4-2-1把一杯水放在刚性绝热箱内，若以箱内热水及空气为体系，则该体系为：（）(A) 敞开体系(B) 封闭体系(C)孤立体系(D)绝热体系12．1-4-2-2 以下性质为容量性质的是（）(A) 温度(B) 密度(C) 压力(D) 体积13．1-4-2-2 以下性质为强度性质的是（）(A) 内能(B) 温度(C) 体积(D) 焓·14．1-4-2-3下列不符合热力学平衡状态含义的叙述是（）(A) 系统内各部分之间及系统与环境间有不平衡作用力存在(B) 系统内部各处温度相同，且不随时间变化(C) 当系统内有化学反应发生并达到平衡时，系统的物质组成不随时间变化(D) 系统内相数及各相组成不随时间变化15．1-4-2-3 有关状态函数的描述不正确的是（）(A) 状态一定，值一定；(B) 在数学上有全微分的性质；(C) 其循环积分等于零；(D) 所有状态函数的绝对值都无法确定。
热力学第一定律练习题
13. 已知 2 NH
(g) N 2 (g) + 3H 2 (g), 3
r H m 92.2 kJ mol
O
1
则NH3(g)的标准摩尔生成焓为________ 。
四、选择题
1．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是： (A) T，p，V，Q ； (B) m，Vm，Cp，△V ； (C) T，p，V，n (D) T，p，U，W 。 2．x为状态函数，下列表述中不正确的是： (A) dx 为全微分 ； (B) 当状态确定，x的值确定 ； (C)Δx = ∫dx 的积分与路经无关，只与始终态有关； (D) 当体系状态变化，x值一定变化 。 3．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是： (A)体系处于一定的状态，具有一定的内能 ； (B)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上 的数值 ； (C)状态发生变化，内能也一定跟着变化 ； (D)对应于一个内能值，可以有多个状态 。
12．范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将： (A) 不变 ； (B) 升高 ；(C) 降低 ； (D) 不能确定 。 13．反应 C(石墨) + 1/2O2=CO(g)，ΔrHm(298K) < 0，若将 此反应放于一个恒容绝热容器中进行，则体系： (A)ΔT < 0,ΔU < 0,ΔH < 0 ; (B)ΔT > 0,ΔU = 0,ΔH > 0 ； (C) ΔT > 0,ΔU > 0,ΔH > 0 ; (D) ΔT > 0,ΔU = 0,ΔH = 0 。
3. 在横线上填上 ＞、＜、＝或？（？代表不能确定） 氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则 (A)W ____ 0 (B) △U ____ 0 (C) △H ____ 0 (D) △H ____ Q
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题 一、单选题1）如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略 有升高，今以电阻丝为体系有： （）绝热A. W =0, Q <0, U <0B. W <0, Q <0, U >0C. W <0, Q <0, U >0D. W <0, Q =0, U >0 2）如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气 （视为理想气体）， 已知P 右> P 左,将隔板抽去后：（）n mol H 2O / 1 mol HC1曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 H I 表示无限稀释积分溶解热 H 2表示两浓度n i 和％之间的积分稀释热D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时 HCI 的微分溶解热7） H = Q p 此式适用于哪一个过程：（）A. 理想气体从101325Pa 反抗恒定的10132.5Pa 膨胀到10132.5sPaB. 在0C 、101325Pa 下，冰融化成水C. 电解CuS04的水溶液D. 气体从（298K , 101325Pa ）可逆变化到（373K , 10132.5Pa ）8） 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力 的终态，终态体积分别为 匕、V 2。
（） A. V 1 < V 2 B. V 1 = V 2 C. V 1 > V 2 D.无法确定 9） 某化学反应在恒压、 绝热和只作体积功的条件下进行， 体系温度由T i 升高到T 2,则此过A. B. C. D. 空气 %空气Q = 0, W = U = 0Q = 0, WU >0 Q >0, WU >0 U = 0, Q = W 0对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的： （）（：：U/ 汀）V = 0 B. （:U/：：V ）T = 0 C. C ：H/_：P ）T =0 D. （ ：U/：：p ）T = 凡是在孤立孤体系中进行的变化，其 U 和 H 的值- U HU = H =U H <0U = 0, H 大于、小于或等于零不能确定。
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题一、单选题1) 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：( )A. W =0，Q <0，U <0B. W <0，Q <0，U >0C. W <0，Q <0，U >0D. W <0，Q =0，U >02) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后: ( )A. Q＝0, W ＝0, U ＝0B. Q＝0, W <0, U >0C. Q >0, W <0, U >0D. U ＝0, Q＝W03）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( )A. (∂U/∂T)V＝0B. (∂U/∂V)T＝0C. (∂H/∂p)T＝0D. (∂U/∂p)T＝04）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其U 和H 的值一定是：( )A. U >0, H >0B. U ＝0, H＝0C. U <0, H <0D. U ＝0，H 大于、小于或等于零不能确定。
5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( )A. Q >0, H＝0, p < 0B. Q＝0, H <0, p >0C. Q＝0, H ＝0, p <0D. Q <0, H ＝0, p <06）如图，叙述不正确的是：( )A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小B.H1表示无限稀释积分溶解热C.H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热7）H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( )A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPaB.在0℃、101325Pa下，冰融化成水C.电解CuSO4的水溶液D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )8) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。
热力学第一定律习题
P
a a'
b'
b
d d'
o
c c'
V
[B]
2.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下 的面积大小（图中阴影部分）分别为S1和 S2，则二者的大小关系是：
（A）S1>S2；
P
（B）S1=S2；
（C）S1>S2；
S1
（D）无法确定。 o
S2 V
[B]
3.一定的理想气体,分别经历了上图的 abc 的过 程,（上图中虚线为 ac 等温线）,和下图的 def 过程（下图中虚线 df 为绝热线）,判断这两个 过程是吸热还是放热。
P1
4
W2
P1 4
V2
V1
3 4
P1V1
0
b V1
c V2 V
在 ca 的过程
W3
P1V1
ln
P1 4 P
1.38 P1V1
在整个循环过程系统对外作的功和吸收的热
量为 Q W W1 W2 W3
0
3 4
P1V1
1.38
P1V1
Pa P1
0.63 P1V1 负号说明外界对系统作 功、系统对外放热。
（A）abc 过程吸热, def 过 程放热； （B）abc 过程放热, def 过 程吸热； （C）abc 过程和 def 过程 都吸热； （D）abc 过程和 def 过程 都放热。
[A]
Pa
b o Pd
e o
c V
f V
4. 一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体 积 V2 分别经历的过程是：AB 等压过程； AC 等温过程； AD 绝热过程,其中吸热最多 的过程
热力学第一定律习题集
第一章 热力学第一定律1. 一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。
现将隔板抽去，左右气体的压力达到平衡。
若以全部气体作为体系，则ΔU、Q 、W 为正？为负？或为零？ 解：以全部气体为系统，经过指定的过程，系统既没有对外做功，也无热量传递。
所以ΔU、Q 、W 均为零。
2. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。
（1）Q 、W 、Q +W 、ΔU 是否已完全确定；答：ΔU ＝Q +W 能够完全确定，因内能为状态函数，只与系统的始态和终态有关。
Q 、W 不能完全确定，因它们是与过程有关的函数。
（2）若在绝热条件下，使系统从某一始态变化到某一终态，则（1）中的各量是否已完全确定，为什么！答：Q 、W 、Q +W 、ΔU 均完全确定，因绝热条件下Q ＝0，ΔU ＝Q +W ＝W .习题1.计算下述两个过程的相关热力学函数。
（1）若某系统从环境接受了160kJ 的功，热力学能增加了200kJ ，则系统将吸收或是放出了多少热量？（2）如果某系统在膨胀过程中对环境作了100kJ 的功，同时系统吸收了260kJ 的热，则系统热力学能变化为多少？ 解析：（1）W ＝160kJ, ΔU = 200kJ,根据热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W 得：Q ＝200-160＝40 kJ （2）W ＝－100kJ ，Q ＝260 kJΔU ＝Q ＋W ＝260-100＝160 kJ2.试证明1mol 理想气体在等压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R. 解：2111W p p p p n molT T K W R =-==-==-2121外外外nRT nRT （V -V ）=-（-）p p3. 已知冰和水的密度分别为×103 kg/m 3和×103 kg/m 3，现有1mol 的水发生如下变化：（1）在100℃、下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；（2）在0℃、下变为冰。
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题及答案1、某绝热系统在接受了环境所做的功之后，其温度（）？A、一定升高(正确答案)B、不一定改变C、一定不变D、一定降低2、对于理想气体的热力学能有下述四种理解：（1）状态一定，热力学能也一定；（2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的；（3）对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变。
其中都正确的是（）？A、（1），（2）B、（3），（4）C、（2），（4）D、（1），（3）(正确答案)3、将某理想气体从温度T1加热到T2,若此变化为非恒容途径，则其热力学能的变化△U应为何值（）？A、△U=0B、△U不存在C、(正确答案)D、△U等于其他值4、理想气体向真空绝热膨胀后，温度将（）？A、不变(正确答案)B、降低C、不一定D、升高5、在373.15K、标准压力下1mol水向真空蒸发成373.15K、标准压力的水蒸气。
该过程的Q为何值（）？A、Q=0B、Q=nRTC、Q=ΔHD、Q=ΔH–nRT(正确答案)6、下列过程中,系统内能变化不为零的是（）？A、不可逆循环过程B、两种理想气体的混合过程C、可逆循环过程D、纯液体的真空蒸发过程(正确答案)7、关于焓的性质,下列说法中正确的是（）？A、焓的增量只与系统的始末态有关(正确答案)B、焓是系统内含的热能,所以常称它为热焓C、焓是能量,它遵守热力学第一定律D、系统的焓值等于内能加体积功8、封闭体系发生的下列过程:①等温化学反应过程②理想气体等温过程③理想气体自由膨胀过程④可逆相变过程⑤气体节流膨胀过程，属于ΔU=0的有（）？A、②③(正确答案)B、②⑤C、③④D、①④9、把一杯热水放在热容为10J/K的箱子中，若把箱中空气和杯中的水作为体系，则体系应为（）？A、封闭体系(正确答案)B、敞开体系C、孤立体系D、绝热体系10、下述物理量中，①U；②P；③H；④V；⑤T,具有强度性质的是（）？A、①⑤B、②④C、①②D、②⑤(正确答案)11、对于双原子分子理想气体Cp/Cv应为（）？A、1.07B、1.40(正确答案)C、1.00D、1.2512、1mol理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,二者的ΔU、ΔH、Q、W相同的量有（）？A、ΔU、QB、ΔU、ΔH(正确答案)C、ΔU、WD、ΔH、W13、公式ΔH=Qp适用于下列过程中的哪一个（）？A、298K、101.325kPa下电解CuSO4水溶液B、273K、101.325kPa下冰融化成水(正确答案)C、气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态ⅡD、理想气体从1013.25kPa反抗恒定的外压101.325kPa膨胀14、是（）A、-1006.61kJ·mol-1B、675.05kJ·mol-1(正确答案)C、1006.61kJ·mol-1D、-675.05kJ·mol-115、（）？A、B、C、D、(正确答案)16、没有非体积功条件下，系统的焓变∆H等于等压热。
11 热力学第一定律习题
习题十一一、选择题1．双原子理想气体，做等压膨胀，若气体膨胀过程从热源吸收热量700J ，则该气体对外做功为 [ ]（A ）350J ； （B ）300J ；（C ）250J ； （D ）200J 。
答案：2．一定量理想气体，从同一初态出发，体积V 1膨胀到V 2，分别经历三种过程，（1）等压；（2）等温；（3）绝热。
其中吸收热量最多的是 [ ]（A ）等压；（B ）等温；（C ）绝热；（D ）无法判断。
答案：3．某理想气体分别经历如图所示的两个卡诺循环，即()abcd I 和()a b c d ''''II ，且两条循环曲线所围面积相等。
设循环I 的效率为η，每次循环在高温热源处吸收的热量为Q ，循环II 的效率为η'，每次循环在高温热源处吸收的热量为Q '，则 [ ]（A ）,Q Q ηη''<<； （B ）,Q Q ηη''<>； （C ）,Q Q ηη''><； （D ）,Q Q ηη''>>。
答案：4．一个可逆卡诺循环，当高温热源温度为127o C ，低温热源温度为27o C 时，对外做净功8000J ，今维持低温热源温度不变，使循环对外做功10000J ，若两卡诺循环都在两个相同的绝热线间工作，则第二个循环的高温热源的温度为 [ ]（A ）127K ； （B ）300K ； （C ）425K ； （D ）无法判断。
答案：5．一热机在两热源（1400K T =，1300K T =）之间工作，一循环过程吸热1800J ，放热800J ，做功1000J ，此循环可能实现吗？[ ]（A ）可能； （B ）不可能； （C ）无法判断。
答案：二、填空题1．汽缸内有单原子理想气体，若绝热压缩使体积减半，问气体分子的平均速率变为原来速率的 倍？若为双原子理想气体则为 倍？2． 一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为0p ，右边为真空，今突然抽去隔板，当气体达到平衡时，气体的压强是；系统对外做功A =______________。
(完整版)第二章热力学第一定律习题
第二章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B3．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答案：D。
因焓是状态函数。
4．涉及焓的下列说法中正确的是(A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数(A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
7．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是(A) 等容过程(B)无化学反应和相变的等容过程(C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程(C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D 。
热力学第一定律练习题运用热力学第一定律解决问题
热力学第一定律练习题运用热力学第一定律解决问题热力学第一定律是热力学中的基本定律之一，描述了能量的守恒原理。
在热力学中，我们可以运用热力学第一定律解决许多问题，下面将通过一些练习题来演示如何运用这一定律。
练习题一：一个汽车的发动机，将内燃机的热量转化为机械工作。
假设汽车发动机的输入功率为200千瓦，系统热量损失为50千瓦，求汽车发动机的输出功率。
解析：根据热力学第一定律，能量的转化可以表示为：输入功率 = 输出功率 + 系统热量损失即200千瓦 = 输出功率 + 50千瓦解方程可得输出功率为150千瓦。
练习题二：一根长为2m，横截面积为0.02平方米的铁棍，其两端温度分别为200℃和100℃，求热传导的热量。
解析：根据热力学第一定律，热传导的热量可以表示为：热量 = 热传导系数 ×横截面积 ×温度差 ÷长度热传导系数取铁的热导率，温度差为高温端温度减去低温端温度，即200℃-100℃=100℃，长度为2m。
根据题目给出的数据，可以计算出热传导的热量。
练习题三：一个气缸的初始状态为内压为1MPa，内体积为1m³，经过热力学循环后，内体积变为2m³，内能增加1000kJ，求气缸的对外作功。
解析：根据热力学第一定律，内能变化可以表示为：内能变化 = 对外作功 + 热量已知内能增加1000kJ，内体积从1m³增加到2m³，可以根据理想气体状态方程求得压力为0.5MPa。
根据题目给出的数据，可以计算出对外作功。
练习题四：一个压缩机的输入功率为200千瓦，能效为0.75，求压缩机的输出功率。
解析：根据热力学第一定律，能量的转化可以表示为：输入功率 = 输出功率 + 系统热量损失已知输入功率为200千瓦，能效为0.75，即输出功率为输入功率的0.75倍。
解方程可得输出功率为150千瓦。
通过以上练习题的解析，我们可以看到热力学第一定律的应用范围非常广泛。
- 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)。
n
pV 101.3kPa 0.02 0.653mol ， 计算结果说明 0.5mol 水可以完全气化。 8.314 373 RT
在 T=373K 时，玻璃泡被击破后水汽化，则该过程吸收的热为：
m 水=0.5 18 9 (g)，
Qp=2259.4 9=20334.6(J)
n1C p ,m ln
T2 ln T 1
n△ sub H m T2 T1 T2
n C p.mT2 n1 △ sub H m
T1 ln T 2
√13. 1mol 单原子理想气体，始态为 200kPa，11.2dm3,经 pT=常数的可逆过程压缩到终了 400kPa，已知气体的 Cv,m= 3R 试求
(2) V1=nRT/P1=0.01455dm3
V2=nRT/P2=0.0582 dm3
W=-P2(V2-V1)= -50000(0.0582-0.01455)=-2182.5J (3) 绝热可逆膨胀 T2 由过程方程式 p1 T1 p 2 T2 求得：
1 1 / T2 [( p1 T1 ) / p 1 2 ] 1
4
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
∴△S1+△S2+△S3=0 △S1= n1c p ,m ln
T2 ; ∵固态恒温变压熵近似为零∴ S 2 0 T1
△S3 可逆相变熵∴△S3=
n△ fub H m T2
由上可知△S1+△S2+△S3=0
△S1 △S 3
C T 则 n p , m 2 △ H n1 sub m
式中 Cp, m 为固体的等压摩尔热容； ΔsubHm 为摩尔升华热。 计算时可忽略温度对 Cp, m 及 ΔsubHm 的影响。 解： △S=△S1+△S2+△S3 ∵可逆绝热过程△S=0
n,1,mol,B(s),T2,P1 n1,mol,B(s),T1,P1 △ S1 △ S2 △S (x+n,mol),B(g),T2,P2 △ S3 n1,mol,B(s),T2,P2
T1 T2
已知：W=41.84 J △H=Qp=29.28 J
△U=Q+W=29.28+41.84=71.12 J
2
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
√8．2 mol 理想气体由 T1,p1,沿 Tp=常数的过程可逆膨胀到 p2，试导出该过程体积的表达式。
解：设 pT=K 又理想气体 pV=nRT 由(1)推知： dp=-pdT /T
√5.用理想气体的状态方程 Pv=nRT 来证明物理量压力 P 是状态函数，W 不是状态函数。 解：设 p=f(T,V)，则 dp ( p )V dT ( P ) T dV T V
1
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
由 Pv=nRT 得： ( p )V nRT V T
373
H 3
353.2
C
p ,m
(苯, g )dT (21.09 400.2 10 3 T 169.87 10 6 T 2 )dT =-0.34kJ
△H=△H1+△H2+△H3= 37.65kJ △U=△H1+△H2-nRT+nCV,m(苯,g)(T2-T1)= 34.55kJ
令 Cv 为常数进行积分得出： CV,m lg T2 = - R lg V2 T1 V1
2 2 由理想气体状态方程式可知： T2 PV 代入上式得 T1 PV 1 1
CV ,m lg
p2V2 V R lg 2 p1V1 V1
对理想气体 Cp,m CV,m R ，代入上式并令
Cp CV
，整理可得出：
78.1g Wg 1mol 1 78.1g mol 1 Mg mol
气化一摩尔液态苯所吸收的热： Q
Q1 30255.86J•mol-1 n
√4.在 291K 和 100kPa 下，1molZn(s)溶于足量的盐酸中，置换出 1molH2（g）,并放热 152kJ。 若以 Zn 和盐酸为体系，求该反应所做的功及体系的内能变化。 解：反应产生的气体对环境做功： W=－P(V2－V1)≈－PVg= －nRT=－2419.4J 反应放出热： Q= －152kJ 内能变化： ΔU=Q+W=－2.419kJ－152kJ=－154.42kJ
同理：令 V =f(T, p)的函数
dV ( V V )V dT ( ) T dp T p
由 PV=nRT 可得出：
dV ( nR nRT )V dT ( 2 ) T dp p p
由： dW pdV nRdT
nRT dp p
V=nRT/P
令 M=nR
N=-nRT/P
所以 W=△U-Q=200J-40J=160J 同理： △U=Q+W=28J-10J=18J √2 为什么功和热只有在过程进行时才有意义？
答：热是由于体系与环境之间存在温差而引起能量传递的能量。功是除热以外，体系与环境 之间其他各种能量的传递。 功和热都不是状态函数， 而是在状态变化过程中体系与环境之间 交换的能量。也就是说，功和热只有在过程中才出现。如果体系没有发生任何变化过程，也 就没有功和热。做功或放热的多少只有联系到某一具体变化过程才能计算出来。 √3.一电热丝浸于容器内已沸腾的苯中， 此电阻丝的电阻为 50Ω， 通 1.34A 电流， 经 337s 后， 液态苯汽化了 78.1g。试求汽化 1mol 液态苯所吸收的热。 解：电组丝得到了功：W=EIt=I2Rt=(1.34A×1.34A)×50Ω×337s=30255.86J 电组丝的温度没有改变，所以内能等于零，则 Q1=-W=-30255.86J n= n
则 ( M ) T 0 ( N ) p nR ，结果不满足全微分第一定律，所以 W 不是状态函数。 T p p
√6. 在一个恒容 20dm3 的抽空容器中放一个装有 0.5mol 水的玻璃泡， 在恒 373K 条件下将其
击破，求过程的热（已知水在正常沸点的汽化热为 2259.4J/g）. 解：首先要判别 0.5mol 水是否可完全气化，假定气体为理想气体 因为 373K 水液—气两相平衡的压力只是 101.13kPa，则
1
又 r=1.4
T2=236K
Cv,m=2.5R=20.79J•K-1•mol-1
W= nCv,m(T2-T1)= 1mol×20.79J•K-1•mol-1× (236-350)= -2.37kJ (4) 绝热可逆膨胀终态温度由下式求得：
T2 ( T Rp 2 CV ,m ) 1 275K , C p ,m p1
Cp,m=3.5R
W= nCv,m(T2-T1)= 1mol×20.79J•K-1•mol-1× (275-350)= -1.56kJ √10. 将 1mol 298K 的液态苯加热变成 373K，PΘ 压力的苯蒸气，试求此过程的△U 和△H。
3
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
已知 353.2KCp,m(苯,l)=131J•K-1•mol-1， Cp,m(苯,g)= -21.09+400.12×10-3T/K-169.87×10-6(T2/K)， 苯在正常沸点时的汽化热为 394.4J.g-1。 解：不可逆相变过程要设计包含可逆过程在内的另一途径求焓变，设计过程如下：
1mol,C6H6(l), 298K, PΘ △H 1 1mol,C6H6(l), 353.2K, PΘ
△H=△H1+△H2+△H3
△H
1mol,C6H6(g), 373K, PΘ △H3
△H2
1mol,C6H6(g), 353.2K, PΘ
△H1=1mol×131J•K-1•mol-1×(353.2K-298K)=7.23kJ △H2=394.4 J.g-1×78g•mol-1=30.76kJ•mol-1
由 pT=常数可得：P1T1=P2T2 ，代入数据得 T2=134.7K 由 PV=nRT 求终态的体积：V2=2.8dm3 （2）△U=ｎCV,m(T2-T1), △H=nCP,m (T2-T1)
代入数据得△U=-1.68×103J, △H=-2.80×103J （3） W=△H-△U=-1.12×103J
-1
Qp=△H=180 kJ
△H=△U +△nRT
△U= 170.02 kJ
√12．在一个带有活塞的汽缸中，放置物质的量为 n1 的某固体纯物质，温度为 T1，压力为该
温度下固体的饱和蒸气压 P1，此时汽缸中没有气体。进行一可逆绝热膨胀过程后，温度降
C T 至 T2，压力为 P2，则有物质的量为 n 的固体变为气体，试证明： n p , m 2 ln T1 n1 sum H m T2
√14. n mT2,假定气体热容 Cv,m
为常数，请导出过程方程式。 解：对绝热过程：dU= W 对 n mol 理想气体只做体积功上式可写成： CV,m dT R dV T V
5
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
Tdp+pdT =0 pdV+Vdp=nRdT
代入(2)得：
（1） （2）
pdV=(nR+pV/T)dT=2nRdT
当气体由 T1，p1 可逆膨胀到 p2 时，
T2 T1 P1 P2
（3）
(4)
综合(3),(4)得： W
V2
V1
pdV 2nRdT
T1
T2
W=2nR(T2-T1)
即
W=33.256(T2 -T1)
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
第一章 热力学第一定律