热力学和动力学测验题复习过程
热力学与动力学往年考试整理
判断题:1.由亚稳相向稳定相转变不需要推动力。
⨯2.压力可以改变材料的结构,导致材料发生相变。
√3.对于凝聚态材料,随着压力升高, 熔点提高。
√4.热力学第三定律指出:在0 K时任何纯物质的熵值等于零。
⨯5.在高温下各种物质显示相同的比热。
√6.溶体的性质主要取决于组元间的相互作用参数。
√7.金属和合金在平衡态下都存在一定数量的空位,因此空位是热力学稳定的缺陷。
√8.固溶体中原子定向迁移的驱动力是浓度梯度。
⨯9.溶体中析出第二相初期,第二相一般与母相保持非共格以降低应变能。
⨯10.相变过程中如果稳定相的相变驱动力大于亚稳相,一定优先析出。
⨯1.根据理查德规则,所有纯固体物质具有大致相同的熔化熵。
2.合金的任何结构转变都可以通过应力驱动来实现。
3.在马氏体相变中,界面能和应变能构成正相变的阻力,但也是逆相变的驱动力。
4.在高温下各种纯单质固体显示相同的等容热容。
5.二元溶体的混合熵只和溶体的成分有关,与组元的种类无关。
6.材料相变形核时,过冷度越大,临界核心尺寸越大。
7.二元合金在扩散时,两组元的扩散系数总是相同。
8.焓具有能量单位,但它不是能量,也不遵守能量守恒定律;但是系统的焓变可由能量表达。
9.对于凝聚态材料,随着压力升高, 熔点提高, BCC-FCC转变温度也升高。
10.由于马氏体相变属于无扩散切变过程,因此应力可以促发形核和相变。
简答题:1.一般具有同素异构转变的金属从高温冷却至低温时,其转变具有怎样的体积特征?试根据高温和低温下自由能与温度的关系解释此现象。
有一种具有同素异构转变的常用金属和一般金属所具有的普遍规律不同,请指出是那种金属?简要解释其原因?(8分)答:在一定温度下元素的焓和熵随着体积的增加而增大,因此疏排结构的焓和熵大于密排结构。
G = H - TS, 低温下,TS项贡献很小,G主要取决于H。
而疏排结构的H大于密排结构, 疏排结构的自由能G也大于密排结构。
所以低温下密排结构是稳定相。
热力学与动力学往年考试整理
判断题:1.由亚稳相向稳定相转变不需要推动力。
X2.压力可以改变材料的结构,导致材料发生相变。
V3.对于凝聚态材料,随着压力升高,熔点提高。
V4.热力学第三定律指出:在0K时任何纯物质的熵值等于零。
X5.在高温下各种物质显示相同的比热。
V6.溶体的性质主要取决于组元间的相互作用参数。
V7.金属和合金在平衡态下都存在一定数量的空位,因此空位是热力学稳定的缺陷。
V8.固溶体中原子定向迁移的驱动力是浓度梯度。
X9.溶体中析出第二相初期,第二相一般与母相保持非共格以降低应变能。
X10.相变过程中如果稳定相的相变驱动力大于亚稳相,一定优先析出。
X1.根据理查德规则,所有纯固体物质具有大致相同的熔化熵。
2.合金的任何结构转变都可以通过应力驱动来实现。
3.在马氏体相变中,界面能和应变能构成正相变的阻力,但也是逆相变的驱动力。
4.在高温下各种纯单质固体显示相同的等容热容。
5.二元溶体的混合熵只和溶体的成分有关,与组元的种类无关。
6.材料相变形核时,过冷度越大,临界核心尺寸越大。
7.二元合金在扩散时,两组元的扩散系数总是相同。
8.焓具有能量单位,但它不是能量,也不遵守能量守恒定律;但是系统的焓变可由能量表达。
9.对于凝聚态材料,随着压力升高,熔点提高,BCC—FCC转变温度也升高。
10.由于马氏体相变属于无扩散切变过程,因此应力可以促发形核和相变。
简答题:1.一般具有同素异构转变的金属从高温冷却至低温时,其转变具有怎样的体积特征?试根据高温和低温下自由能与温度的关系解释此现象。
有一种具有同素异构转变的常用金属和一般金属所具有的普遍规律不同,请指出是那种金属?简要解释其原因?(8分)答:在一定温度下元素的焓和熵随着体积的增加而增大,因此疏排结构的焓和熵大于密排结构。
G=H-TS,低温下,TS项贡献很小,G主要取决于H。
而疏排结构的H大于密排结构,疏排结构的自由能G也大于密排结构。
所以低温下密排结构是稳定相。
高温下,G主要取决于TS项,而疏排结构的熵大于密排结构,其自由能G则小于密排结构。
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 = nRT₁①P₂V₂ = nRT₂②又已知 P₂ = 4P₁,V₁ = 2V₂,代入式①和式②可得:8P₁V₂ = nRT₁③4P₁V₂ = 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。
总结:本文对两道热力学练习题进行了详细解答,分别涉及了等体过程和等温过程。
通过这些例题的解析,读者可以理解和掌握热力学的基本计算方法,并将其应用于实际问题的求解中。
热力学和动力学测验题
化学原理模块课堂测验1、可逆反应:C(s)+H2O(g)⇄ CO(g)+H2(g) Δr H mΘ>0。
下列说法你认为对否?为什么?(1)达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等;(2)改变生成物的分压,使Q<KΘ,平衡将向右移动;(3)升高温度使ν正增大、ν逆减小,故平衡将向右移动;(4)由于反应前后分子数目相等,所以增加压力对平衡无影响;(5)加入催化剂使ν正增加,故平衡将向右移动。
(6)有利于产物实现最大转化率的措施是高温低压。
2、反应N2(g)+3H2(g)==2NH3(g),Δr H mθ=-92kJ·mol-1已达平衡。
下列操作对N2生成NH3的转化率有何影响?说明理由。
(1)压缩混合气体(2)升高温度(3)恒压下引入惰性气体(4)恒容下引入惰性气体3、反应CaCO3⇄CaO(s)+CO2(g)在1123K 时,Kθ=0.489。
试确定密闭容器中,下列情况下反应进行的方向,写出判断的依据。
(1)只有CaO 和CaCO3;(2)只有CaO 和CO2,且p(CO2)=10kPa;(3)有CaCO3、CaO、CO2,且p(CO2)=10kPa;4、判断下列说法是否正确?为什么?(1)因为Δr G mΘ=-RTlnKΘ,所以温度升高,平衡常数减小。
(2)平衡常数和转化率都能表示反应进行的程度,但平衡常数与浓度无关,而转化率与浓度有关。
(3)反应N2(g)+3H2(g)⇄2NH3(g),KΘ=0.63。
达平衡时若再通入一定量N2(g),则KΘ、Q、Δr G mΘ的关系为:Q<KΘ,Δr G mΘ<0。
5、已知在标准态、0℃时,冰H2O(s)的摩尔熔解热为6.02kJ•mol-1。
冰在正常熔点熔化:H2O(s)===H2O(l),试计算在熔点时,反应的Δr H mθ、KΘ、Δr G mθ、Δr S mθ、Δr G m值。
6、已知298K时,Br2(g)的标准摩尔生成焓Δf H mθ和标准生成吉布斯自由能Δf G mθ分别为30.71 kJ·mol-1和3.142 kJ·mol-1,试求:(1)Br2(l)的正常沸点;(2)298K时反应Br2(l)=== Br2(g)的标准平衡常数;(3)298K时Br2(g)的饱和蒸汽压;7.判断下列说法是否正确?简单说明理由。
化学反应中的热力学和动力学过程
化学反应中的热力学和动力学过程化学反应是一种物质之间相互转化的过程,通常表现为原料消耗,产物生成,伴随着能量的释放或吸收。
反应过程涉及到许多因素,包括反应物的浓度、温度、压力、表面积、催化剂等等。
其中,热力学和动力学是描述化学反应过程的两个重要方面,分别涉及反应能量、反应速率等内容。
一、热力学过程热力学是研究物质能量转化和能力转化的学科,它主要涉及热力学定律、热力学函数、热力学过程等内容。
对于化学反应而言,热力学主要关注反应焓和熵等能量的变化。
反应焓是指反应过程中吸热或放热的能量变化,通常用“ΔH”表示。
如果反应产生的热量比消耗的热量多,那么反应就是放热反应;反之,则为吸热反应。
例如,燃烧氧化铁的反应式为2Fe +O2 → 2FeO,这是一个放热反应,ΔH为-825.5千焦每摩尔;而制备氨水的反应式为N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g),这是一个吸热反应,ΔH为+92.4千焦每摩尔。
反应熵是指反应过程中物质排列的混乱程度,通常用“ΔS”表示。
混乱程度越高,反应的熵值就越大,而越有序的反应则熵值越小。
例如,将一个混合物加热并让其挥发会使其熵值增加,而将液体制成晶体则会使其熵值减少。
根据熵和焓的变化,可以计算出反应的自由能变化ΔG。
当ΔG为负时,反应能够自发进行;当ΔG为正时,反应不会自发进行;而当ΔG为零时,反应处于平衡状态。
化学反应的热力学过程能够帮助我们预测反应是否进行,以及产物与反应物的数量关系等内容,这对于化学反应的设计和优化非常重要。
二、动力学过程动力学是研究物理和化学过程中速率和机理的学科,它主要涉及化学反应速率、反应机理、活化能等内容。
动力学反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的化学反应速率。
反应速率由反应物浓度、反应物分子碰撞频率和反应物分子之间的化学反应速率常数等因素决定。
其中,反应物浓度越高,反应速率越快;温度越高,分子碰撞速率越快,反应速率越快;加入催化剂能够减小反应的活化能,从而提高反应速率。
高中物理热力学计算题解题技巧
高中物理热力学计算题解题技巧热力学是高中物理中的一个重要章节,其中计算题是考试中常见的题型。
在解决这类问题时,我们需要掌握一些解题技巧,以提高解题效率和准确性。
本文将介绍一些常见的热力学计算题解题技巧,并通过具体题目的分析来说明这些技巧的应用。
一、热容计算题热容是物质吸收或释放热量的能力,常用符号表示为C。
计算热容时,我们需要利用以下公式:Q = m × C × ΔT其中,Q表示热量的变化量,m表示物质的质量,C表示热容,ΔT表示温度的变化量。
例如,有一块质量为1kg的铁块,温度从20℃升高到80℃,求铁块的热容。
解析:根据公式Q = m × C × ΔT,我们可以得到C = Q / (m × ΔT)。
代入已知条件,可得C = Q / (1kg × (80℃ - 20℃))。
如果题目给出了热量的变化量Q,我们可以直接代入计算。
如果题目没有给出热量的变化量Q,但给出了其他相关信息,我们可以利用其他公式进行推导。
二、相变热计算题相变热是物质在相变过程中吸收或释放的热量,常用符号表示为Q。
计算相变热时,我们需要利用以下公式:Q = m × L其中,L表示相变潜热,m表示物质的质量。
例如,有一块质量为0.5kg的冰在0℃融化成水,求冰的相变热。
解析:根据公式Q = m × L,我们可以得到L = Q / m。
代入已知条件,可得L= Q / 0.5kg。
如果题目给出了相变热Q,我们可以直接代入计算。
如果题目没有给出相变热Q,但给出了其他相关信息,我们可以利用其他公式进行推导。
三、气体状态方程计算题气体状态方程是描述气体状态的数学表达式,常用的有理想气体状态方程和范德瓦尔斯方程。
在计算题中,我们需要根据已知条件利用气体状态方程求解未知量。
例如,一个气缸中有一定质量的气体,在一定温度和压强下,求气体的体积。
解析:根据理想气体状态方程PV = nRT,我们可以得到V = (nRT) / P。
高考物理如何合理备考热力学题型的计算题
高考物理如何合理备考热力学题型的计算题在备考高考物理中,热力学题型的计算题是一个重要的部分。
热力学作为物理学的一个重要分支,研究热量、温度和能量等与宏观物质的性质和相互作用相关的现象。
备考热力学题型的计算题,需要合理的备考策略和技巧,下面将介绍一些方法,帮助大家更好地备考高考物理中的热力学题型的计算题。
首先,熟悉基本概念和公式是备考热力学题型的基础。
在备考过程中,要掌握热力学的基本概念,如温度、热量、热容等,以及一些常用的公式,如热传导公式、热功公式等。
只有深入理解基本概念和公式,才能在计算题中熟练地应用。
其次,要注重理论与实践相结合。
备考热力学计算题时,不仅要掌握理论知识,还需要进行一些实践操作,如实验演示、实验数据记录等。
通过实践操作,可以更直观地理解和掌握热力学的概念和规律,培养分析和解决问题的能力。
第三,重视练习和题目分析。
热力学的计算题通常需要进行繁琐的计算,而这些计算过程中往往隐藏着一些技巧和窍门。
通过大量的练习和题目分析,可以熟悉不同类型的计算题,掌握解题的方法和步骤,提高解题的速度和准确性。
第四,注重归纳总结和复习。
备考过程中,要经常对所学知识进行归纳总结,并进行及时的复习。
通过归纳总结,可以加深对知识点的理解和记忆,通过复习,可以巩固所学知识,并发现自己的不足,及时弥补。
最后,要保持良好的心态和健康的生活习惯。
备考高考物理是一个长期的过程,需要耐心和恒心。
在备考过程中,要保持积极的心态,对待考试结果的波动。
同时,要保持健康的生活习惯,保证充足的睡眠和合理的饮食,保持良好的精神状态。
总结起来,备考高考物理中的热力学题型的计算题需要合理的备考策略和技巧。
通过熟悉基本概念和公式、理论与实践相结合、重视练习和题目分析、注重归纳总结和复习以及保持良好的心态和健康的生活习惯,我们可以更好地备考热力学题型的计算题,提高解题的能力和水平。
希望以上方法对大家备考高考物理有所帮助,祝愿大家取得好成绩!。
热力学动力学初步(1)
化学热力学动力学初步一、选择填空(每题有一个或两个合适的答案,将所选答案的序号填入题前括号内。
)( ) 1. 化学反应自发进行的判据是。
A、ΔGθ<0B、ΔHθ<0C、ΔG<0D、ΔG>0( ) 2. 已知反应FeO(s) + C(s) → C O(g) + Fe(s) 反应的ΔHθ>0,ΔSθ>0。
(假设ΔHθ,ΔSθ不随温度改变而变化),下列说法正确的是。
A、低温下为自发过程,高温下为非自发过程。
B、任何温度下均为非自发过程。
C、高温下为自发过程,低温下为非自发过程。
D、任何温度下均为自发过程。
( ) 3. 已知反应:2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) 的ΔGθ=-113.2 kJ·mol-1,则Δf G mθ(NO2,g) = kJ·mol-1。
A、-113.2B、-56.6C、-226.4D、前三个答案都不对( ) 4. 已知反应在两个不同温度时的ΔGθ值可近似计算出该反应的。
A、ΔGB、ΔHθC、ΔSθD、ΔSθ和ΔHθ( ) 5. 在1L水中溶解36.2克氯化钠,此过程。
A、ΔG>0,ΔS>0B、ΔG<0,ΔS<0C、ΔG<0,ΔS>0D、ΔG>0,ΔS<0( ) 6. 关于熵,下列叙述正确的是。
A、绝对零度时,纯物质的标准熵为零B、单质的标准熵为零C、在可逆反应中,随着生成物的增加熵增大D、在绝热体系中,ΔS>0的反应总是自发进行的( ) 7. 对于一个化学反应,下列说法正确的是。
A、ΔSθ越负,反应速率越快。
B、ΔHθ越负,反应速率越快。
C、活化能越大,反应速率越快。
D、活化能越小,反应速率越快。
( ) 8. 为了有利于反应:C(s) + CO2(g) → 2CO(g) (ΔH>0)的进行,理论上采用的反应条件是。
A、高温高压B、低温低压C、高温低压D、低温高压( ) 9. 对反应MgO(s) + SO3(g) → MgSO4(s) (ΔH<0) 生产操作条件理论上采用较为有利。
273-测试试卷-化学反应热力学、动力学测验—试卷
ΔH = 0
15.
和反应 2H(g) + O(g) H2O(g)的焓变相同的是……………………………… ( )
(A)
f
H
m
(H2O,l)
(B)
f
H
m
(H2O,g)
(C) -2 H (O-H)
(D) 和以上三者均不相同
二、填空题 ( 共 4 题 10 分 )
16.
已知 基元反应 正反应的活化能/ kJ·mol-1 逆反应的活化能/ kJ·mol-1
A
70
20
B
16
35
C
40
45
D
20
80
E
20
30
在相同温度时:
(1)正反应是吸热反应的是___________________________;
(2)放热最多的反应是_______________________________;
(3)正反应速率常数最大的反应是_____________________;
5.
已知 HCN(aq)与 NaOH(aq)反应,其中和热是-12.1 kJ·mol-1,
= H+(aq) + OH-(aq)
H2O(l)
r
H
m
=
-55.6
kJ·mol-1,
则
1
mol
HCN
在溶液中电离的热
效应(kJ·mol-1)是……………………………………………………………………… ( )
(A) -67.7
其反应历程为 (1) ICl + H2 HI + HCl,(2) ICl + HI HCl + I2。 则此历程中的慢反应为_________________________。
2012硕士《材料热力学与动力学》复习练习题
Question 16
1) 指出各水平线的三相平衡反应 2) w(SiO2)=0.40 的系统(图中 R 点)从 1700C 冷却到 1000C 时的冷却曲线示意图。 注明每一阶段系统有哪些相?发生哪些 变化?指出各阶段的自由度数? 3) w(SiO2)=0.10 的系统 12 kg,冷却到 1400C 时,液相中含 MnO 多少 kg? 4) w(SiO2)=0.60 的系统 1500C 以哪些相存在?计算其相对 量。
4
2012 研究生《材料热力学与动力学》复习练习题(10 月 8 日交,手写完成)
Question 1 进行下述过程时,系统的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG何者为零? 1.1 非理想气体的卡诺循环; 1.2 隔离系统中的任意过程; 1.3 在100C,1大气压下1mol水蒸发成水蒸汽; 1.4 绝热可逆过程。 Question 2 1mol 理想气体等容升温到状态 3,求 Q,W,ΔU,ΔH。 若将理想气体先等压膨胀到状态 2,然后再等温(可 逆)压缩到状态 3,求 Q,W,ΔU,ΔH,并与直接从 1 到 3 的途径相比较。
Question 11 导出液相中 Bi 的活度系数的估算公式。
H m T a Bi exp ( 1) RT Tm
其中,熔化热为 H m 纯 Bi 的熔点为 Tm,R 为气体常数。
Question 12 对下列二元相图,指出其中的错误 (用相律说明原因)
2
Question 13
Trouton's定律为表示为:
1 (V1,T1) 2 (V2,T2) V
H vap 90Tb
单位J/mol, 其中Tb为沸点(K), 汞的沸点为630 K. 计算在
298K液态汞的分压. 用Troutons定律估算汞的汽化热.
高中物理热力学的常见题型解题步骤
高中物理热力学的常见题型解题步骤热力学是物理学中的一个重要分支,研究物质的热现象和能量转化。
在高中物理学习中,热力学是一个必不可少的内容。
掌握热力学的基本概念和解题方法,对于学生来说是非常重要的。
下面,我将介绍一些常见的热力学题型的解题步骤,帮助学生更好地应对这些题目。
一、热传导问题热传导是指物体内部或不同物体之间热量的传递现象。
在解决热传导问题时,首先需要明确题目给出的物体的热导率、长度、面积等基本信息。
然后,根据热传导的基本定律,即热传导速率与热传导面积、温度差和热导率成正比,与传热距离成反比的关系,建立数学模型。
最后,根据题目要求解出所求的物理量。
例如,题目给出一个长度为L的细棒,两端分别与温度为T1和T2的热源接触,要求求解细棒上某一位置的温度。
解题步骤如下:1. 确定所求位置的坐标,并设该位置的温度为T。
2. 根据热传导定律,建立热传导速率与温度差、热导率和传热距离的关系式。
3. 根据题目给出的条件,列出方程。
4. 解方程,得到所求位置的温度。
二、热平衡问题热平衡是指物体之间没有温度差,热量不再传递的状态。
在解决热平衡问题时,需要根据热平衡的条件,建立方程并解方程。
例如,题目给出两个物体A和B,初始温度分别为T1和T2,要求求解物体A和物体B达到热平衡时的温度。
解题步骤如下:1. 假设物体A和物体B达到热平衡时的温度为T。
2. 根据热平衡条件,建立方程。
3. 解方程,得到物体A和物体B达到热平衡时的温度。
三、热容问题热容是指单位质量物质的温度升高1摄氏度所需吸收的热量。
在解决热容问题时,需要根据热容的定义,建立方程并解方程。
例如,题目给出一个物体的质量m、热容C和温度变化ΔT,要求求解物体吸收的热量Q。
解题步骤如下:1. 根据热容的定义,建立热容与质量、温度变化和吸收的热量之间的关系式。
2. 根据题目给出的条件,列出方程。
3. 解方程,得到物体吸收的热量Q。
通过以上三个例子,我们可以看出,解决热力学问题的关键是建立数学模型并解方程。
材料热力学与动力学动力学部分复习
3、速率方程的积分形式
A:一级反应 反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应称一级反应(first order reaction)。如: AB
dc A kcA dt
dcA c A k dt
dc A kcA dt
t dc A k dt C A,0 c 0 A CA
2、化学反应的速率方程 表示反应速率与参加反应的各种物质浓度及影响反应的各种因 素之间的关系,也称为化学反应的动力学方程。 元反应:
aA bB lL mM
V ∝ caAcbB 或 V=KcaAcbB
(质量作用定律) 反应速率
K:反应速率常数(rate constant of reaction)或反应比速。 K 物理意义:各反应物质皆为单位浓度时的反应速率。 影响K值因素:反应类型、温度、溶剂、催化剂等。
(1)计算此反应的活化能? (2)欲使A在10min内转化率达到90%,反应温 度应控制在多少?
二、相变过程动力学
1、形核率 单位时间单位体积母相中形成的新相晶核数,用 I表示 (1)均匀形核
G * Q I B exp( ) exp( ) kT kT
(2)成核速率随温度变化的关系
2 3 T 64 1 * * m G As 3 (H m ) 2 (T ) 2 3
c
A,0
dy kdt yc B,0 y
或
c A,0
dy 1 d y kdt c B,0 c B,0 y c A,0 y
由t = 0到t = t积分上式,得
c A0
c B,0 c A,0 y 1 ln kt c B,0 c A,0 c B,0 y
活化能Ea: 为了能发生化学反应,普通分子(具有平均能量的分子)必须吸 收足够能量先变成活化分子 ,在此变化过程中所要吸收的最小
材料热力学与动力学复习资料+课后习题
材料热力学与动力学(复习资料)一、 概念•热力学基本概念和基本定律1. 热0:一切互为热平衡的物体,具有相同的温度。
2. 热1: - 焓:恒压体系→吸收的热量=焓的增加→焓变等于等压热效应 - 变化的可能性→过程的方向;限度→平衡3. 热2:任何不受外界影响体系总是单向地趋向平衡状态→熵+自发过程+可逆过程→隔绝体系的熵值在平衡时为最大→熵增原理(隔离体系)→Gibbs 自由能:dG<0,自发进行(同T ,p : )4. 热3:- (H.W.Nernst ,1906): - (M .Plank ,1912):假定在绝对零度时,任何纯物质凝聚态的熵值为零S*(0K)=0 - (Lewis ,Gibson ,1920):对于过冷溶体或内部运动未达平衡的纯物质,即使在0K 时,其熵值也不等于零,而是存在所谓的“残余熵” - Final :在OK 时任何纯物质的完美晶体的熵值等于零• 单组元材料热力学1. 纯金属固态相变的体积效应- 除非特殊理由,所有纯金属加热固态相变都是由密排结构(fcc )向疏排结构(bcc )的转变→加热过程发生的相变要引起体积的膨胀→BCC 结构相在高温将变得比其他典型金属结构(如FCC 和HCP 结构)更稳定(除了Fe )- 热力学解释1→G :温度相同时,疏排结构的熵大于密排结构;疏排结构的焓大于密排结构→低温:H ;高温:TS - 热力学解释2→ Maxwell 方程: - α-Fe →γ-Fe :磁性转变自由能- Richard 规则:熔化熵-Trouton 规则:蒸发熵 (估算熔沸点)2. 晶体中平衡状态下的热空位- 实际金属晶体中空位随着温度升高浓度增加,大多数常用金属(Cu 、Al 、Pb 、W 、Ag …)在接近熔点时,其空位平衡浓度约为10-4;把高温时金属中存在的平衡空位通过淬火固定下来,形成过饱和空位状态,对金属中的许多物理过程(例如扩散、时效、回复、位错攀移等)产生重要影响3. 晶体的热容- Dulong-Petit :线性谐振动子+能量均分定律→适应于较高温度及室温附近,低温时与实验不符U Q W∆=-dH PV U d Q =+=)(δRd Q S Tδ=()d dH TdS G H d TS =--=00lim()lim()0p T T T GS T→→∂∆-=∆=∂()()V T T P V V S ∂∂=∂∂//()()()T T T V P V V S T V H ∂∂+∂∂=∂∂///RK mol J T H S mm m ≈⋅≈∆=∆/3.8/K mol J T H S b v v ⋅≈∆=∆/9.87/3V V VQ dU C RdT dT δ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-Einstein(固体振动热容理论):晶体总共吸收了n 个声子,被分配到3N 个谐振子中;不适用于极低温度,无法说明在极低温度时定容热容的实验值与绝对温度的3次方成比例。
高中物理热力学的综合题解题步骤
高中物理热力学的综合题解题步骤热力学是高中物理中的重要内容之一,也是学生们较为困惑的部分。
在热力学的学习中,综合题是一种常见的题型,要求学生综合运用所学的知识和解题方法,进行复杂的计算和分析。
本文将介绍高中物理热力学综合题的解题步骤,并通过具体的题目进行说明,帮助学生掌握解题技巧。
解题步骤一:明确已知条件和问题要求在解答热力学综合题之前,首先要仔细阅读题目,明确已知条件和问题要求。
已知条件包括物体的质量、温度、压强等,问题要求可能是求物体的温度、压强变化等。
明确已知条件和问题要求有助于我们确定解题的思路和方法。
解题步骤二:应用热力学定律和公式根据已知条件和问题要求,我们可以运用热力学定律和公式进行计算。
例如,当题目要求求解物体的温度变化时,可以应用热传导定律和热平衡条件进行计算;当题目要求求解物体的压强变化时,可以应用理想气体状态方程和压强变化的相关公式进行计算。
解题步骤三:进行数值代入和计算在明确了解题思路和方法后,我们可以进行数值代入和计算。
在代入数值时,要注意单位的统一和换算,确保计算结果的准确性。
同时,还要注意保留有效数字和计算精度,以免影响最后的答案。
解题步骤四:分析和解释计算结果在得出计算结果后,我们需要对结果进行分析和解释。
通过对计算结果的分析,可以得到一些有用的信息,例如物体的温度变化趋势、压强的变化规律等。
在解释计算结果时,要用准确的物理术语和理论知识进行说明,以确保解答的准确性和科学性。
下面通过一个具体的题目来说明解题步骤和技巧:【题目】一个理想气体在等温过程中,体积由V1=2L增加到V2=4L,压强由P1=2atm增加到P2=4atm。
求气体的温度。
【解答】解题步骤一:明确已知条件和问题要求已知条件:V1=2L,V2=4L,P1=2atm,P2=4atm问题要求:求气体的温度解题步骤二:应用热力学定律和公式在等温过程中,理想气体的温度保持不变,即T1=T2=T。
根据理想气体状态方程PV=nRT,我们可以得到P1V1=P2V2,即2atm×2L=4atm×4L。
工程师中的化学热力学题解题技巧
工程师中的化学热力学题解题技巧在工程领域中,热力学是一门广泛应用于化学反应和能量转换的学科。
对于工程师而言,掌握化学热力学的解题技巧至关重要。
本文将介绍一些在解决化学热力学问题时能够帮助工程师的技巧和方法。
一、理解热力学基本概念在解题之前,首先需要对热力学的基本概念有一个清楚的理解。
热力学主要涉及能量的转移和转化,包括内能、焓、熵等概念。
对于工程师来说,熟悉这些概念是理解和解决热力学问题的基础。
二、绘制能量图对于复杂的热力学问题,绘制能量图是一种有效的解题方法。
能量图是通过图形的方式将化学反应或能量转换的过程可视化,有助于理解和确定反应的方向。
在进行题解时,可以根据能量图分析不同物质的能量变化、反应的放热吸热性质,从而找到最终解决问题的途径。
三、运用热力学定律热力学定律是解决热力学问题的重要依据。
其中最常用的有以下几个:1. 热力学第一定律:能量守恒定律,即能量不会凭空产生或消失,只能在不同形式之间相互转换。
在解题时,可以利用能量守恒的原理进行推导和计算。
2. 热力学第二定律:熵增定律,即熵在孤立系统中总是增加。
在解决问题时,可以运用熵增原理进行分析和判断,找到反应方向和过程的变化。
3. 热力学第三定律:绝对零度不可达到定律。
这个定律说明,在温度趋于绝对零度时,物质的熵趋于零,即系统的有序程度越高。
这个定律在一些特殊情况下可以用来计算熵的数值。
四、化学平衡的计算在化学热力学中,平衡常常是一个重要的考虑因素。
对于平衡系统,平衡常数是一个关键参数。
在解决化学平衡相关问题时,可以利用平衡常数的定义,结合热力学定律进行计算。
此外,根据 Le Chatelier原理,可以通过分析温度、压力和浓度等因素对平衡位置的影响。
五、注意单位和转化在进行热力学计算时,要格外注意单位和单位的转化。
使用不一致的单位或错误的单位转化可能导致计算结果的错误。
因此,工程师在解决热力学问题时,除了掌握基本的计算方法,还需要注意单位的正确使用。
高中物理热力学问题的解题技巧
高中物理热力学问题的解题技巧热力学是高中物理中的一个重要章节,涉及到能量转化、热量传递等内容。
在解题过程中,我们可以运用一些技巧来帮助我们更好地理解和解决问题。
本文将从常见的热力学问题入手,介绍一些解题技巧,并通过具体题目来说明其考点和解题思路。
一、热量传递问题热量传递是热力学中的一个重要概念,常见的问题有热传导、热辐射和热对流等。
在解决这类问题时,我们需要注意以下几点。
首先,要理解热量传递的基本原理。
例如,当两个物体的温度不同时,它们之间会发生热传导,热量从高温物体流向低温物体。
在计算热传导时,可以使用热传导方程或者热传导定律来解题。
其次,要注意热辐射问题中的黑体和非黑体的区别。
黑体是指能够完全吸收和辐射热量的物体,而非黑体则只能部分吸收和辐射热量。
在解决这类问题时,我们需要根据题目给出的条件来判断所涉及的物体是黑体还是非黑体,然后运用斯特藩-玻尔兹曼定律或者其他相关公式来计算。
最后,要注意热对流问题中的流体性质。
热对流是指通过流体的传热方式,常见的例子有自然对流和强制对流。
在解决这类问题时,我们需要考虑流体的性质,如流速、流体的导热性等,并结合相关的公式来计算。
二、热力学循环问题热力学循环是热力学中的一个重要概念,常见的问题有卡诺循环、斯特林循环和汽车循环等。
在解决这类问题时,我们需要注意以下几点。
首先,要理解热力学循环的基本原理。
不同的循环有不同的特点,例如卡诺循环是一个理想的循环,斯特林循环是一个反向循环。
在解决这类问题时,我们需要根据题目给出的条件来判断所涉及的循环类型,然后根据其特点来运用相应的公式进行计算。
其次,要注意循环过程中的能量转化。
热力学循环涉及到能量的转化和传递,例如热机循环中的热量转化为功。
在解决这类问题时,我们需要考虑能量的守恒和转化关系,并结合相关的公式来计算。
最后,要注意循环效率的计算。
循环效率是衡量热力学循环性能的一个重要指标,它表示循环中有多少能量被转化为有用的功。
热力学题解题技巧
热力学题解题技巧热力学是物理学的一个重要分支,主要研究物质的热现象和能量转化规律。
在学习热力学过程中,解题技巧是至关重要的,能够帮助我们更好地理解和应用热力学的基本原理和方程。
本文将介绍一些热力学题解题的技巧和策略,希望能够对广大热力学学习者和爱好者有所帮助。
1. 熟悉基本概念在解热力学题目之前,首先要熟悉基本概念和术语,并理解它们的物理意义。
例如,温度、压力、内能、焓、熵等等,这些概念在热力学中起着重要的作用。
如果对这些概念理解不深入,很难正确应用和解答题目。
2. 弄清题目要求在解题过程中,务必仔细阅读题目要求,明确题目中给出的条件和要求。
这样可以避免在解题过程中出现不必要的错误或遗漏。
有时候,题目中可能会暗示使用某个特定的公式或者方法,需要我们留意并合理运用。
3. 画图/示意图热力学题目中常常涉及到各种循环过程、热机等图像,此时画图或者示意图是很有帮助的。
通过图像可以更清晰地理解问题,并有助于推导和计算。
尤其是对于那些复杂的热力学过程,图像不仅能够理清思路,还能减少计算错误的可能性。
4. 选取适当的热力学定律热力学定律是热力学分析和解题的基础,掌握常用的热力学定律非常重要。
对于不同类型的题目,需要选择合适的热力学定律进行计算和分析。
例如,对于恒温恒容过程,可以运用理想气体状态方程;对于等压过程,可以运用焓的定义等。
5. 应用热力学循环热力学循环是热力学研究的重要内容之一,通过理解和应用热力学循环的特点和性质,可以更好地解答相关题目。
例如,卡诺循环、斯特林循环等,都是热力学中常见的循环过程,在解题过程中可以借助这些循环进行分析和计算。
对于热力学循环的理解,也是考察热力学能力的重要指标。
6. 注意能量守恒和热量传递在解题过程中,要充分利用能量守恒和热量传递的原理。
根据题目的不同要求和条件,确定能量守恒的方程或者进行能量转化和计算。
此外,对于热量传递过程,要注意热量的正负和计算方法,确保数据的正确性。
高中物理热学解题步骤详解
高中物理热学解题步骤详解热学是高中物理中的重要内容之一,也是学生们常常感到困惑的一部分。
在解热学题目时,掌握正确的解题步骤是非常关键的。
本文将详细介绍高中物理热学解题的步骤,并通过具体的题目进行分析和说明,帮助学生们更好地掌握解题的技巧。
一、理解题目在解热学题目时,首先要仔细阅读题目,理解题目所给的条件和要求。
例如,下面这道题目:某物体质量为2kg,温度为20℃,放入质量为1kg的水中,水的温度为30℃,求物体和水达到热平衡时的最终温度。
在理解题目时,要明确题目所给的物体和环境的温度、质量等信息,以及题目要求求解的内容。
只有正确理解题目,才能有针对性地进行解题。
二、确定解题思路在理解题目后,要根据题目所给的条件和要求,确定解题思路。
对于热学题目,一般可以采用热平衡的原理进行求解。
例如,对于上述题目,可以根据热平衡原理得出以下方程:物体的热量变化 + 水的热量变化 = 0即 m1c1(Tf - T1) + m2c2(Tf - T2) = 0其中,m1和m2分别为物体和水的质量,c1和c2分别为物体和水的比热容,Tf为最终温度,T1和T2分别为物体和水的初始温度。
三、列出方程并求解在确定了解题思路后,要根据所得到的方程,列出方程并求解。
对于上述题目,可以将方程变形为:2c1(Tf - 20) + 1c2(Tf - 30) = 0化简为:2c1Tf - 40c1 + c2Tf - 30c2 = 0合并同类项得:(2c1 + c2)Tf = 40c1 + 30c2最后求解出最终温度Tf。
四、验证和分析结果在求解出结果后,要进行验证和分析。
验证可以通过将所得到的结果代入原方程进行计算,看是否满足方程。
分析可以通过对结果的意义进行解释,例如在上述题目中,可以解释最终温度Tf是物体和水达到热平衡时的温度。
通过以上的步骤,我们可以解决热学题目。
但是,在实际解题过程中,还有一些需要注意的地方。
首先,要注意单位的转换。
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热力学和动力学测验
题
化学原理模块课堂测验
1、可逆反应:C(s)+H2O(g)⇄ CO(g)+H2(g) Δr H mΘ>0。
下列说法你认为对否?为什么?
(1)达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等;
(2)改变生成物的分压,使Q<KΘ,平衡将向右移动;
(3)升高温度使ν正增大、ν逆减小,故平衡将向右移动;
(4)由于反应前后分子数目相等,所以增加压力对平衡无影响;
(5)加入催化剂使ν正增加,故平衡将向右移动。
(6)有利于产物实现最大转化率的措施是高温低压。
2、反应N2(g)+3H2(g)==2NH3(g),Δr H mθ=-92kJ·mol-1已达平衡。
下列操作对N2生成NH3的转化率有何影响?说明理由。
(1)压缩混合气体
(2)升高温度
(3)恒压下引入惰性气体
(4)恒容下引入惰性气体
3、反应CaCO3⇄CaO(s)+CO2(g)在1123K 时,Kθ=0.489。
试确定密闭容器中,下列情况下反应进行的方向,写出判断的依据。
(1)只有CaO 和CaCO3;
(2)只有CaO 和CO2,且p(CO2)=10kPa;
(3)有CaCO3、CaO、CO2,且p(CO2)=10kPa;
4、判断下列说法是否正确?为什么?
(1)因为Δr G mΘ=-RTlnKΘ,所以温度升高,平衡常数减小。
(2)平衡常数和转化率都能表示反应进行的程度,但平衡常数与浓度无关,而转化率与浓度有关。
(3)反应N2(g)+3H2(g)⇄2NH3(g),KΘ=0.63。
达平衡时若再通入一定量N2(g),则KΘ、Q、Δr G mΘ的关系为:Q<KΘ,Δr G mΘ<0。
5、已知在标准态、0℃时,冰H2O(s)的摩尔熔解热为6.02kJ•mol-1。
冰在正常熔点熔化:H2O(s)===H2O(l),试计算在熔点时,反应的Δr H mθ、KΘ、Δr G mθ、
Δr S mθ、Δr G m值。
6、已知298K时,Br2(g)的标准摩尔生成焓Δf H mθ和标准生成吉布斯自由能
Δf G mθ分别为30.71 kJ·mol-1和3.142 kJ·mol-1,试求:
(1)Br2(l)的正常沸点;
(2)298K时反应Br2(l)=== Br2(g)的标准平衡常数;
(3)298K时Br2(g)的饱和蒸汽压;
7.判断下列说法是否正确?简单说明理由。
(1).系统从始态到终态可以有不同的途径,其热(Q)与功(W)各不相等,但是Q-V 相等;
(2).反应的焓变就是反应热;
(3)石墨态碳标准摩尔燃烧焓就是同温度下CO2(g)的标准摩尔生成焓;
(4)H2O(g)的标准摩尔生成焓就是同温度下H2(g)的标准摩尔燃烧焓;
(5)任何自发过程的熵变∆S必大于零;
(6)等温不可逆过程的∆S不等于过程的Q/T;
(7)恒温下密闭容器中自动进行的反应,方向是使反应的吉布斯自由函数降低;
(8)在某温度下反应的标准摩尔吉布斯函数变∆rGm0(T )> 0 ,则该反应绝不可能在该温度下发生;
(10)任何化学反应,化学计量方程式写法不同,在同样温度下的K0(T )不相等,但互成一定关系;
(11)∆rGm (T )> 0的反应,可以不改变其温度和压力条件,通过催化剂使反应发生;
(12)A+B=C 类型的反应,实测为二级反应,则其是双分子反应;
(13).温度增加使反应速度加快,主要是影响了速率常数k ,而催化剂使反应速率加快,则主要是降低了活化能。
8.对于反应2NO + 2H 2N 2 + 2H 2O ,ΔH <0,其反应历程被认为是由
如下基元反应组成的过程:
2222(1)2NO+H N +H O ()(1)r m H θ
−−→∆慢
2222(2)H O +H 2H O()
(2)r m H θ−−→∆快 则下列说法正确的是:
( )
A .
(1)0
r m H θ
∆> B .
(2)0
r m H θ
∆>
B . D .
9.在室温下,测定反应S 2O 82- + 3I -2SO 42- + I 3-在各反应物以不同浓度
组成时的反应速率,数据如下:
编号
起始浓度
v(I -)/mol·L -
试回答下列问题:
(1)写出上述反应的速率方程,计算在该温度条件下的反应速率常数,并判断该反应是否可能为基元反应。
(2)若上述反应在不同温度下的标准平衡常数Kθ为
请判断该反应是吸热反应还是放热反应,并说明理由。