热力学基础计算题-答案
热力学习题及答案
13、 △ S = △H/T适合于下列过程中的哪一个？ (A) 恒压过程 ； (C) 恒温过程 ； (B) 绝热过程 ； （D） (D) 可逆相变过程 。
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_______
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 ， p 才等于 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
解：
A 2 mol 400 K B 2 mol 400 K
销钉
B 2 mol 400 K
p(= 环) 101.325
kPa
绝热活塞
1013.25 kPa
A
2 mol T p
B
2 mol T 101.325 kPa
1013.25 kPa 1013.25 kPa
热力学练习题全解
热力学练习题全解
热力学是研究热能转化和热力学性质的科学，它是物理学和化学的
重要分支之一。在热力学中，我们通过解决一系列练习题来巩固和应
用所学知识。本文将为您解答一些热力学练习题，帮助您更好地理解
和应用热力学的基本概念和计算方法。
1. 练习题一
题目：一个理想气体在等体过程中，吸收了50 J 的热量，对外界做
了30 J 的功，求该气体内能的变化量。
解析：根据热力学第一定律，内能变化量等于热量和功之和。即
ΔU = Q - W = 50 J - 30 J = 20 J。
2. 练习题二
题目：一摩尔理想气体从A状态经过两个等温过程和一段绝热过程
转变为B状态，A状态和B状态的压强和体积分别为P₁、P₂和V₁、V₂，已知 P₂ = 4P₁，V₁ = 2V₂，求这个过程中气体对外界做的总功。
解析：由两个等温过程可知，气体对外界做的总功等于两个等温过
程的功之和。即 W = W₁ + W₂。根据绝热过程的特性，绝热过程中气体对外做功为零。因此，只需要计算两个等温过程的功即可。
根据理想气体的状态方程 PV = nRT，结合已知条件可得：
P₁V₁ = nRT₁①
P₂V₂ = nRT₂②
又已知 P₂ = 4P₁，V₁ = 2V₂，代入式①和式②可得：
8P₁V₂ = nRT₁③
4P₁V₂ = nRT₂④
将式③和式④相减，可得：
4P₁V₂ = nR(T₁ - T₂) ⑤
由于这两个等温过程温度相等，即 T₁ = T₂，代入式⑤可得：
4P₁V₂ = 0
所以，这个过程中气体对外界做的总功 W = 0 J。
通过以上两个练习题的解答，我们可以看到在热力学中，我们通过应用热力学第一定律和理想气体的状态方程等基本原理，可以解答各种热力学问题。熟练掌握这些计算方法，有助于我们更深入地理解热力学的基本概念，并应用于实际问题的解决中。
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
1热力学基础练习题与答案
第一次 热力学基础练习与答案
班 级 ___________________ 姓 名 ___________________ 班内序号 ___________________ 一、选择题
1. 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程 是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最 多的过程 [ ]
(A) 是A →B.
(B) 是A →C.
(C) 是A →D. (D) 既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。
2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看 成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢 气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量 是： ［ ］ (A) 6 J. (B) 5 J.
(C) 3 J. (D) 2 J. 3.一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V ，(2)等体变化使温度恢复为T ，(3) 等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中 ［ ］ (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功
(C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少
4. 一定量理想气体经历的循环过程用V －T 曲线表示如图．在此循
环过程中，气体从外界吸热的过程是 ［ ］
(A) A →B ．
(B) B →C ． (C) C →A ． (D) B →C 和B →C ．
5. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体在
工程热力学习题及答案
工程热力学习题及答案
工程热力学学习题及答案
热力学是工程学习中的重要一环，它涉及到能量转化、热力循环等方面的知识。在学习热力学的过程中，我们常常会遇到各种各样的学习题，下面就来看一些
典型的热力学学习题及答案。
1. 问题：一个理想气体在等压过程中，从初始状态到终了状态，其内能增加了
多少？
答案：在等压过程中，内能的增加量等于热量的增加量，即ΔU = q。因此，
内能增加量等于所吸收的热量。
2. 问题：一个气缸中的气体经历了一个等温过程，温度为300K，初始体积为
1m³，末了体积为2m³，求气体对外界所做的功。
答案：在等温过程中，气体对外界所做的功等于PΔV，即气体的压强乘以体
积的变化量。因此，气体对外界所做的功为PΔV = nRTln(V₂/V₁)。
3. 问题：一个理想气体经历了一个绝热过程，初始温度为400K，初始体积为
1m³，末了体积为0.5m³，求末了温度。
答案：在绝热过程中，气体的内能保持不变，即ΔU = 0。根据理想气体的状
态方程PV = nRT，我们可以得到P₁V₁^γ = P₂V₂^γ，其中γ为绝热指数。利用这个关系式，可以求得末了温度。
通过以上几个典型的热力学学习题及答案，我们可以看到热力学知识的应用和
计算是非常重要的。只有通过不断的练习和思考，我们才能更好地掌握热力学
的知识，为今后的工程实践打下坚实的基础。希望大家在学习热力学的过程中
能够勤加练习，不断提高自己的能力。
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℃、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 m o l 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
⎰⎰===
0000333ln d d V V V V RT V V
RT V p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分
(2) 绝热过程气体对外作功为
V V V p V p W V V V V d d 000
03003⎰⎰-==γγ
RT V p 1
311131001--=--=--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=ν C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J
Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分
B →
热力学习题答案
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)(12
热学计算题-教师用卷
热学计算题
一、计算题（本大题共23小题，共230.0分）
1.如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水
银将一段气体封闭在管中当温度为280K时，被封闭的气柱长，两边水银柱高度差，大气压强Hg．
为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？
封闭气体的温度重新回到280K后为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？
【答案】解：初态压强
末态时左右水银面的高度差为
末状态压强为：
由理想气体状态方程得：
解得：
设加入的水银高度为l，加注水银后，左右水银面的高度差为：
由玻意耳定律得，，其中
解得：
即需向开口端注入的水银柱长度为10cm。
2.如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体
质量，活塞质量，活塞面积
活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气
体的温度为，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。
已知大气压恒为，重力加速度为
求：
缸内气体的压强；
缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？【答案】解：以气缸为对象不包括活塞列气缸受力平衡方程：
解之得：
当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为，压强为
此时仍有，
由题意知缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由状态方程得：
所以
故
答缸内气体的压强；
缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口处。
3.如图所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积，
活塞的质量为，厚度不计，在A、B两处设有限制装置，
使活塞只能在A、B之间运动，B到气缸底部的距离为，A、B
之间的距离为，外界大气压强，开始时活塞
热力学中的热量传递与功练习题及
热力学中的热量传递与功练习题及解答
题目：热力学中的热量传递与功练习题及解答
热力学是研究能量转化与传递的学科，其中热量传递和功是研究的重点内容。本文将为读者提供一些热力学中有关热量传递与功的练习题，并给出详细解答，帮助读者巩固和加深对该知识点的理解。
题目1：一个物体从20℃升到80℃，在这个过程中吸收了500J的热量。该物体的内能变化和对外界所做的功分别是多少？
解答：根据热力学第一定律，物体的内能变化等于吸收的热量减去对外界做的功。因此，物体的内能变化为：
ΔU = Q - W
其中，ΔU表示内能的变化，Q表示吸收的热量，W表示对外界做的功。
根据题目，吸收的热量Q等于500J，代入公式可得：
ΔU = 500J - W
题目并没有直接给出对外界做功W的数值，所以我们需要通过其他方式来求解。
根据热力学第二定律，物体的温度升高时，它对外界所做的功为正值，即W>0。在这个过程中，物体的内能增加，所以ΔU>0。
根据物体升温的公式，可以得到：
ΔU = mcΔT
其中，m表示物体的质量，c表示物体的比热容，ΔT表示温度变化。
根据上述公式，可以得到：
500J - W = mcΔT
由题可知，初始温度T1为20℃，末温度T2为80℃，代入公式可得：
500J - W = mc(T2 - T1)
由此，我们可以求解出对外界所做的功W的数值。
解答完毕。
题目2：一个气缸中有一升的理想气体，初始温度为300K，末温度为600K。在这个过程中，系统对外界做了40J的功，求该过程中的热
量变化量。
解答：根据热力学第一定律，系统对外界所做的功等于系统吸收的
热力学基础习题、答案及解法(2011.1.6)
热力学基础习题、答案及解法
一、选择题
1. 如图一所示，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态B （b a P 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 ）向外界吸热
2. 对于室温下的单原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比Q W 等于 【C 】 （A ）32 （B ）21 （C ）52 （D ）72
参考答案：T R M
W p ∆=
μ
T R i M Q p ∆⎪⎭
⎫
⎝⎛+=
22μ
5
22222=+=
∆⎪⎭
⎫ ⎝⎛+∆=
i T R i M T
R M
Q W p
p μμ
3. 压强、体积、温度都相等的常温下的氧气和氦气，分别在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外做的功之比为 【C 】 （A ）1：1 （B ）5：9 （C ）5：7 （D ）9：5
参考答案：T R i M Q p ∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+=
22μ RT M pV μ=
氦氧T T ∆⎪⎭
⎫
⎝⎛+=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+223225 P V
A
∙
B
∙
O
1
图
75
=
∆∆氦
氧T T T R M W p ∆=μ 7
5=∆∆=氦氧氦氧T T W W p p 4. 在下列理想气体过程中，哪些过程可能发生？ 【D 】 （A ）等体积加热时，内能减少，同时压强升高 （B ）等温压缩时，压强升高，同时吸收 （C ）等压压缩时，内能增加，同时吸热 （D ）绝热压缩时，压强升高，同时内能增加
参考答案：
0=dV 0=W T R i M E Q ∆⎪⎭
⎫
⎝⎛=
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。
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
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 ) = R
5. 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。（4）在外压等于气体终态压力下进行膨胀。
热力学基础计算题
《热力学基础》计算题
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
⎰⎰===
0000333ln d d V V V V RT V V
RT V p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分
(2) 绝热过程气体对外作功为
V V V p V p W V V V V d d 000
03003⎰⎰-==
γγ
RT V p 1
311131001--=--=--γγγ
γ 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=ν C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J
Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分
B →
C ： W 2 =0
第四章化学热力学基础题库
第四章化学热力学基础题库
一、选择题（将正确答案编号填入括号内）
1、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，
以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：（ A ）(A) 绝热箱中所有物质 (B) 两个铜电极
(C) 蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液
2、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是：（ D ）
(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
3、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：（ C ）
(A) T，p，V，Q (B) m，V m，C p，W
(C) T，p，V，n (D) T，p，U，W
4、下述说法中，哪一种不正确：（ A ）
(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量
(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
(C) 焓是体系状态函数
(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等
5、下述说法中，哪一种正确：（ A ）
(A) 热容C不是状态函数
(B) 热容C与途径无关
(C) 恒压热容C p不是状态函数
(D) 恒容热容C V不是状态函数
6、热力学第一定律仅适用于什么途径：（ A ）
(A) 同一过程的任何途径
(B) 同一过程的可逆途径
(C) 同一过程的不可逆途径 (D) 不同过程的任何途径
7、范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将： （ C ） (A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 不能确定
8、已知CO g O H 及)(2(g)在298K 时标准摩尔生成焓分别为242-KJ/mol 及
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 L
3. 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 / mol
5. 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 / mol
6. 一升20℃的空气有多少质量？
答案：1.2 g
7. 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 × 10^22
8. 一升CO2气体的温度为298K时，压力是多少？
答案: 37.96 atm
9. 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 J
10. 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 J
11. 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/mol
13. 一升液态水被加热 100℃，需要吸收多少热量？
答案：4184 J
14. 一克液态水被加热 1℃，需要吸收多少热量？
答案：4.18 J
15. 对于CO2气体（1 mol），在1 atm和273 K下，它的物态
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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
⎰⎰===
0000333ln d d V V V V RT V V
RT V p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分
(2) 绝热过程气体对外作功为
V V V p V p W V V V V d d 000
03003⎰⎰-==
γγ
RT V p 1
311131001--=--=--γγγ
γ 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=ν C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J
Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分
B →
C ： W 2 =0
ΔE 2 =ν 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)(2
3)(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
1 2 3
1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C
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 M E Q V mol
-=∆=＝623 J 3分 (2) 定压过程，p = 常量，
)(12T T C M M Q p mol
-==1.04×103 J ∆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
(3)
)()(2312T T C M M T T C M M Q V mol p mol -+-= )]2(2[23)2(25111111p p V V V p -+-= 11211V p =＝5.6×102 J 4分 (4) W ＝Q ＝5.6×102 J 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．)
T 3 T 4 T 2 T 1 1 2 1 2 (L) p (atm) O B A O V p 1p p V 1V 2
解：(1) )(25)(112212V p V p T T C E V -=
-=∆ 2分 (2) ))((2
11221V 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=+=i
i γ 1分 ∴ 600)
/(1
1212==-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()/(2
12222
1V 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