热力学习题答案
热力学习题与答案(原件)
材料热力学习题1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P PST V )()(∂∂-=∂∂。
答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δWdS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdVdH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdTdG 是全微分，因此有：TP P TP ST V ，PT G T P G ，T V P G T P T G P ST G P T P G )()()()()()(2222∂∂-=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂∂-=∂∂∂∂=∂∂∂因此有又而2、论述： 试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。
（假设两固相具有相同的晶体结构）。
由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。
根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。
在低温T 3，固相α的自由能总是比液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。
HPV UGTSTS FPV3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。
第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即：α→β+ α1α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。
图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动力。
4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1（即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。
热力学习题及答案
（ D）
(A)水在25℃、可逆蒸发为水蒸气：△ S = △ H/T ；
(D)在等温等压下，可逆电池反应： △ S = △ H/T 12 ．在 -10 ℃、 101.325kPa 下， 1mol 水凝结成冰的过程 中，下列哪个公式可以适用： (A) ∆U = T∆S； （B） ∆S =(∆H - ∆G)/T (C) ； ∆H = T∆S + V∆p； (D) ∆GT,p = 0。 （B）
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 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
一选择题 1. 1mol 单原子分子理想气体，经过一个循环过程W为 －100J，则Q为： ∵ΔU=0 ∴Q=-W b a. 0; b. 100J; c. -100J; d.求不出(因不知过程可逆与否) 2.理想气体在可逆绝热膨胀过程中 ∵dS=δQr/T b a. U 增加； b. S 不变； c. S 增大； d. T 不变。 3.1mol 纯液体在其正常沸点时完全气化,该过程增大的量 是： c a.蒸气压； b.气化热； c.熵； d.吉布斯函数。 4.液态水在100℃及101kPa下气化，则该过程 d P126 a. ΔH=0； b. ΔS=0; c. ΔA=0; d. ΔG=0. c 5. 1mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则 a. ΔG> ΔA; b. ΔG< ΔA; c. ΔG= ΔA; d.二者无法比较。 ΔA=ΔU-TΔS= -TΔS ΔG=ΔH-TΔS= -TΔS
热学课后习题答案
第一章温度1-1 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。
（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知：(1)(2)1-3用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.题1-4图1-6水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
（1）在室温时，水银柱的长度为多少？（2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，试求溶液的温度。
解：设水银柱长与温度成线性关系：当时，代入上式当，（1）（2）1-14水银气压计中混进了一个空气泡，因此它的读数比实际的气压小，当精确的气压计的读数为时，它的读数只有。
此时管内水银面到管顶的距离为。
问当此气压计的读数为时，实际气压应是多少。
设空气的温度保持不变。
题1-15图解：设管子横截面为S，在气压计读数为和时，管内空气压强分别为和，根据静力平衡条件可知，由于T、M不变根据方程有，而1-25一抽气机转速转/分，抽气机每分钟能够抽出气体，设容器的容积，问经过多少时间后才能使容器的压强由降到。
解：设抽气机每转一转时能抽出的气体体积为，则当抽气机转过一转后，容器内的压强由降到，忽略抽气过程中压强的变化而近似认为抽出压强为的气体，因而有，当抽气机转过两转后，压强为当抽气机转过n转后，压强设当压强降到时，所需时间为分，转数1-27把的氮气压入一容积为的容器，容器中原来已充满同温同压的氧气。
热力学课后习题02答案
第2章 热力学第一定律2-1 定量工质，经历了下表所列的4个过程组成的循环，根据热力学第一定律和状态参数的特性填充表中空缺的数据。
过程 Q/ kJ W/ kJ△U/ kJ1-2 0 100 -1002-3-11080 -1903-4 300 90 210 4-1 20 -60802-2 一闭口系统从状态1沿过程123到状态3，对外放出47.5 kJ 的热量，对外作功为30 kJ ，如图2-11所示。
（1） 若沿途径143变化时，系统对外作功为6 kJ ，求过程中系统与外界交换的热量； （2） 若系统由状态3沿351途径到达状态1，外界对系统作功为15 kJ ，求该过程与外界交换的热量；（3） 若U 2=175 kJ ，U 3=87.5 kJ ，求过程2-3传递的热量，及状态1的热力学能U 1。
图2-11 习题2-2解：（1）根据闭口系能量方程，从状态1沿途径123变化到状态3时，12313123Q U W −=∆+，得1347.5kJ 30kJ 77.5kJ U −∆=−−=−从状态1沿途径143变化到状态3时，热力学能变化量13U −∆保持不变，由闭口系能量方程14313143Q U W −=∆+，得14377.5kJ 6kJ 71.5kJ Q =−+=−，即过程中系统向外界放热71.5kJ（2）从状态3变化到状态1时，()31133113U U U U U U −−∆=−=−−=−∆，由闭口系能量方程35131351Q U W −=∆+，得35177.5kJ 15kJ 62.5kJ Q =−=，即过程中系统从外界吸热92.5kJ（3）从状态2变化到状态3体积不变，323232323232Q U W U pdV U −−−=∆+=∆+=∆∫，因此23233287.5kJ 175kJ 87.5kJ Q U U U −=∆=−=−=−由1331187.577.5kJ U U U U −∆=−=−=−，得1165kJ U =2-3 某电站锅炉省煤器每小时把670t 水从230℃加热到330℃，每小时流过省煤器的烟气的量为710t ，烟气流经省煤器后的温度为310℃，已知水的质量定压热容为 4.1868 kJ/(kg ·K)，烟气的质量定压热容为1.034 kJ/(kg ·K)，求烟气流经省煤器前的温度。
第8章热力学习题解答
第8章 热力学基础8.1基本要求1.理解准静态过程、功、热量的概念，并掌握功的计算方法。
2.掌握热力学第一定律及其在理想气体各等值过程中的应用。
3.掌握理想气体定体和定压摩尔热容及比热容比的概念及计算方法。
4.理解绝热过程，能熟练地分析、计算理想气体在此过程的功、热量和内能的增量。
5.理解循环过程的基本特征，理解热机循环和致冷循环的物理意义，理解热机效率的计算方法。
掌握卡诺循环及其特点，能熟练地分析、计算卡诺循环的效率。
6.理解热力学第二定律的两种表述及其等效性，了解可逆过程、不可逆过程及卡诺定理。
7.理解热力学第二定律的本质，了解熵的概念和熵增加原理。
8.2基本概念1 准静态过程系统经历的每一个中间状态都无限地接近平衡态的状态变化过程。
2 功热力学系统与外界交换能量的一种方式，准静态过程中系统对外界做的功为21V V V W pdV pdV ==⎰⎰3 热量传热过程中传递的能量，热力学系统与外界交换能量的另一种方式。
4 摩尔热容当一个系统温度升高（或降低）dT 时，吸收（或放出）的热量如果为dQ ，则系统的热容定义为：dQ C dT= 5 定体摩尔热容若1mol 的理想气体在等体过程中温度改变dT 时所传递的热量为V dQ ，则定体摩尔热容为：,2V V m dQ i C R dT ==，等体过程中内能的增量可表示为：21,21()V m E E C T T ν-=- 6 定压摩尔热容若1mol 的理想气体在等压过程中温度改变dT 时传递的热量为p dQ ，则气体的定压摩尔热容为：,pp m dQ C dT =，与定体摩尔热容的关系为,,p m V m C C R =+，等压过程所吸收的热量可表示为：,21()p p m Q C T T ν=-7 比热容比定压摩尔热容,p m C 与定体摩尔热容,V m C 的比值，用γ表示,,2p m V m C i C iγ+== 8 循环过程 系统经过一系列的状态变化过程以后又回到原来状态的过程，循环过程的重要特征是内能的增量0E ∆=9 正循环及热机的效率过程进行的方向在p V -图上按顺时针方向进行的循环过程叫正循环，工质作正循环的热机效率为：1221111Q Q Q W Q Q Q η-===- 10 逆循环及致冷机的效率 过程进行的方向在p V -图上按逆时针方向进行的循环过程叫逆循环，工质作逆循环的致冷机效率为：2212Q Q e W Q Q ==- 11 可逆和不可逆过程 系统逆过程能重复正过程的每一状态且不引起外界任何变化的状态变化过程称为可逆过程，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，可逆过程是从实际过程中抽象出来的一种理想过程。
热学练习题(含答案)
7. 一、单项选择题1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氮气，若两种气体各自对器壁产生的压强分別为Pi 和P"则两者的大小关系是：两瓶不同种类的气体，分子平均平动动能相等，但气体密度不同，则：温度和压强都相同； 温度相同，内能也一定相同；温度相同，但压强不同：e. 温度和压强都相不同。
答案：C 室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收 的热量之比为人/Q 为：(A) P 】>P2・⑹ P1<P2.(C) P 讦P2・ (D) 不确定的. 2双原子理想气体，外做功为：a 、 200Jb 、 350Jc 、 300Jd 、 J e. 250J答案：C作等圧膨胀•若气体膨胀过程从热源吸收热量700J,则该过程气体对 答案：A 4, 5. 下列方程中，哪一个不是绝热过程方程: a 、 b 、c 、d 、 TV"=常量:=常量:P V7=常量 答案：c 设单原子理想气体由平衡态力，经一平衡过程变化到状态如果变化过程不知道，但 行两状态的P,匕 T 都已知，那么就可以求出：气体膨胀所做的功：气体传递的热虽：气体内能的变化：-4, a 、 C 、e.气体的总质量。
答案：C某理想气体状态变化时，内能与温度成正比，则气体的状态变化过程是:一能是等压过程；一定是等容过程： 一定是绝热过程：以上过程都有可能发生。
答案：Da 、c 、 a、 c 、38 .9 .10 .11 .12 .13 .1 / 32/7C、2/5d、1/4 答案：B对于理想气体系统来说，下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者皆为负值：等压压缩过程：等容降压；等温膨胀；a、b、a、b^ c、d、e.绝热膨胀。
答案：A裁尔数相同的氧气和氫气(视为理想气体)，分别从同一初始状态开始作等温膨胀，终态体积相同，则此两种气体在这一膨胀过程中：吸热相同，但对外做功不同；吸热不同，但对外做功相同；对外做功和吸热均不相同对外做功和吸热都相同a.b、d、答案：D根据热力学第二左律可知：功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功：热虽可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传道高温物体: 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；a.b、d、e. 一切自发过程都是不可逆的。
工程热力学习题集附答案
图3
七、计算题
1．某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40 t/h，进口处压力表读数为，进口比 焓为kJ/kg；出口真空表读数为，比焓为kJ/kg ，当时当地大气压力为， 汽轮机对环境放热为6.3×103kJ/h。试求： （1） 汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？ （2） 单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？ （3） 汽轮机的功率为多大？ （4） 若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多 大影响？ 2．将0.8温度为1000℃的碳钢放入盛有6温度为18℃的水的绝热容器 中，最后达到热平衡。试求此过程中不可逆引起的熵产。 碳钢和水的比热容分别为和。 3、0.5kmol某种单原子理想气体 ，由25℃，2m3可逆绝热膨胀到1atm， 然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2m3。 （1）画出各过程的p-v图及T-s图；（5分） （2）计算整个过程的Q，W，ΔU， ΔH及ΔS。
A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 23.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( )过程气体 终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩
三、判断题
1．处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。 （ ） 2．稳定流动系统中，维持工质流动的流动功和技术上可资利用的技术 功，均是由热能转换所得的工质的体积功转化而来的。 （ ） 3．稳定流动系统进出口工质的状态相同。 （ ） 4．稳定流动系统的能量方程可理解为控制质量系统的能量方程。 （ ） 5．不可能把热量从低温物体传向高温物体。 （ ） ．在相同温度界线之间变温热源可逆循环的热效率等于卡诺循环的热效率。 （ ） 7．水蒸气在定温过程中。 （ ） 8．湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。 （ ） 9．理想气体的比定容热容是比体积的单值函数。 （ ） 10．当气流的M<1时，要使流速增加，则需使用渐扩喷管。 （ ） 11．热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。 （ ） 12．技术功为轴功和流动功之和。 （ ） 13．稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。 （ ） 14．焓是开口系统中流入（或流出）系统工质所携带的取决于热力学状 态的总能量。（ ） 15．不可能从单一热源取热使之完全变为功。 （ ） 16．概括性卡诺循环的热效率小于卡诺循环的热效率。 （ ） 17．对任何温度的气体加压都能使其液化。 （ ）
热力学课外习题(含答案)
判断题：√1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。
×2．不可逆过程一定是自发过程。
(做了非体积功发生的过程不是自发过程)×3．熵增加的过程一定是自发过程。
（如自由膨胀过程）×4．绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。
×5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
（设计一条可逆非绝热可逆过程来计算熵变）×6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。
（环境可能提供负熵流）×7．平衡态熵最大。
（在隔离体系中是对的）×8．在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。
9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?（不矛盾，因为在热全部转化为功的同时，引起了气体的状态的变化）×10．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。
（熵变是可以过程的热温熵）√11．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
（混乱度增大）×12．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
（条件：等温等压，非体积功等于0）×13．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
（当有非体积功如电功时可以发生）×14．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。
（等温条件下如对的）×15．因Q p ＝ΔH ，Q v ＝ΔU ，所以Q p 和Q v 都是状态函数。
（热是过程量，不是状态函数）×16.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸汽压。
（非挥发性溶质的稀溶液）×17.在等温等压不做非体积功的条件下，反应Δr G m <0时，若值越小，自发进行反应的趋势就越强，反应进行得越快。
4热力学 习题及答案
一、9选择题（共21分，每题3分）1、１.1mｏl理想气体从p-V图上初态ａ分别经历如图所示的（1)或（2)过程到达末态b.已知Tａ<Tb,则这两过程中气体吸收的热量Ｑ1和Q2的关系是［Ａ](A）Q１＞Ｑ2>0；(B) Q２>Q1＞0；(Ｃ) Q2<Q1<0；(D）Q1＜Q２＜０;(E)Ｑ1=Q２>0.２、图(a),(b），（c)各表示连接在一起的两个循环过程,其中(c）图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a）和(ｂ)则为半径不相等的两个圆.那么:[ C ](Ａ）图(a)总净功为负,图(b)总净功为正,图(ｃ）总净功为零;(Ｂ）图（a)总净功为负，图(ｂ）总净功为负,图(c)总净功为正；（C) 图(a)总净功为负，图(ｂ)总净功为负,图(ｃ)总净功为零；(Ｄ) 图(a)总净功为正，图(b)总净功为正,图(ｃ)总净功为负.3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的ａbcda增大为ab’ｃ’dａ,那么循环abcda与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是：(Ａ)净功增大，效率提高; ［ D ］（B)净功增大,效率降低；(C）净功和效率都不变;(D) 净功增大，效率不变.4、一定量的理想气体分别由图中初态a 经①过程a ｂ和由初态a ’ 经②过程初态a ’ｃb 到达相同的终态b ， 如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q 1,Q ２的关系为 [ Ｂ ]（A ） Ｑ1<０，Q １>Q 2 ; (B ） Q 1>0, Q 1＞Q 2 ；（C) Q 1＜0,Q 1<Q 2 ; (D) Q 1>0, Q 1<Ｑ2 .５、根据热力学第二定律可知: ［ Ｄ ]（A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功;(B) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体； (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程; (Ｄ) 一切自发过程都是不可逆的.６、对于理想气体来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值？ [ D ］(A) 等容降压过程; (B ） 等温膨胀过程; (C) 绝热膨胀过程； （D) 等压压缩过程.7、在下列各种说法中,哪些是正确的? [ B ] (1) 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程． (2） 热平衡过程一定是可逆过程.(３) 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接．(４) 热平衡过程在ｐ-Ｖ图上可用一连续曲线表示． （A) (1),（2)； (Ｂ) (3）,(4）; (C ） (２),（3)，（4）; (D) (１),(2),(３)，(４). 8、对于室温下的双原子分子理想气体,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A/Q 等于: [ D ] (A) １/３； (B) 1/4; (C) 2/5; （D ） 2/7. 9、在温度分别为 3２7℃和2７℃的高温热源和低温热源之间工作的热机,理论上的最大效率为 ［ B ］ (Ａ) 25% （B) 50%（C) 75％ (Ｄ) ９1.７4％ １0、一定量的理想气体,从p -V 图上初态a 经历(1)或(２)过程到达末态b ,已知a 、b 两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在 ［ B ] (A) （1)过程中吸热，(2) 过程中放热. (B) (1)过程中放热，(２） 过程中吸热．（C) 两种过程中都吸热. (D) 两种过程中都放热.二、填空题p V1、有1m ｏl 刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外做功A,则其温度变化ΔT=＿__ A/R ___;从外界吸收的热量Q p ＝＿_7Ａ/２ _＿_.２、一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为η,它的逆过程的致冷机致冷系数w = T2/(T1-Ｔ2),则η与w 的关系为_____11W η=-＿_＿__．3.一热机由温度为7２7℃的高温热源吸热,向温度为5２７℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热20０0J,则此热机每一循环做功＿＿400__＿＿＿＿__J.4．热力学第二定律的克劳修斯叙述是＿热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文叙述是_不可能把从单一热源吸收的热量在循环过程中全部转变为有用的功，而不引起任何其他物体为生变化__＿_＿＿__＿___＿________＿___．5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程． (1)p ｄV=(m ／Ｍ)R ｄT 表示___等压___＿__＿__过程; （2)Ｖdp=(m/Ｍ)RdT 表示____＿等体_____＿___过程； (3)ｐdV+Vdp=0表示__＿＿_＿_等温____＿_＿过程．6、如图，温度为T 0,2T 0，3T 0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1)abcd ａ；（2)dc ｅf ｄ;(３）abefa,则其效率分别为:η1=＿__３3.３%_＿＿;η２=＿＿＿5０% ___;η3=_＿__ 66．7%___.７. 理想气体在如图所示a-b-c 过程中，系统的内能增量E ∆=___0__ 8.已知一定量的理想气体经历ｐ－T 图上所示的循环过程，图中过程1-2中，气体___吸热＿_（填吸热或放热）。
第一章 热力学第一定律 习题答案
第一章热力学第一定律练习参考答案1. 一隔板将一刚性绝热容器分成左右两侧，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:∵U=02. 试证明1mol理想气体在恒后下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。
解: 恒压下，W= - p外ΔV= - p外p TnR∆= - R(p外= p，n=1mol，ΔT=1 )3. 已知冰和水的密度分别为0.92×103 kg•m-3和1.0×103 kg•m-3，现有1mol 的水发生如下变化:(1) 在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；(2) 在0℃、101.325kPa下变为冰。
试求上述过程体系所作的体积功。
解: 恒压、相变过程，(1)W= -p外(V2 –V1) = - 101.325×103×⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯⨯33100.1018.0110325.101373314.81=-3100 ( J )(2) W= - p外(V2 –V1) = - 101.325×103×⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯33100.1018.011092.0018.01= -0.16 ( J )4. 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；(2) 若在绝热条件下，使体系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？解:(1)Q+W、ΔU完全确定。
( Q+W=ΔU；Q、W与过程有关)(2) Q、W、Q+W、ΔU完全确定。
(Q=0，W = ΔU)5. 1mol理想气体从100℃、0.025m3经下述四个过程变为100℃、0.1m3:(1) 恒温可逆膨胀；(2) 向真空膨胀；(3) 恒外压为终态压力下膨胀；(4) 恒温下先以恒外压等于0.05m 3的压力膨胀至0.05m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。
热力学习题(答案)
一、9选择题（共21分，每题3分）1、1.1mol理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态b.已知Ta<Tb,则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是[ A ](A) Q1>Q2>0; (B) Q2>Q1>0;(C) Q2<Q1<0; (D) Q1<Q2<0;(E) Q1=Q2>0.2、图(a),(b),(c)各表示连接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a)和(b)则为半径不相等的两个圆.那么:[ C ](A) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为正,图(c)总净功为零;(B) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为正;(C) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为零;(D) 图(a)总净功为正,图(b)总净功为正,图(c)总净功为负.3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab’c’da,那么循环abcda与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是:(A)净功增大,效率提高; [ D ](B)净功增大,效率降低;(C) 净功和效率都不变;(D) 净功增大,效率不变.4、一定量的理想气体分别由图中初态a经①过程ab和由初态a’经②过程初态a’cb到达相同的终态b, 如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ](A) Q1<0,Q1>Q2 ; (B) Q1>0, Q1>Q2 ;(C) Q1<0,Q1<Q2 ; (D) Q1>0, Q1<Q2 .5、根据热力学第二定律可知: [ D ](A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功;(B) 热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体;(C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程;(D) 一切自发过程都是不可逆的.6、对于理想气体来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值? [ D ](A) 等容降压过程; (B) 等温膨胀过程; (C) 绝热膨胀过程; (D) 等压压缩过程.7、在下列各种说法中,哪些是正确的? [ B ](1) 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程.(2) 热平衡过程一定是可逆过程.(3) 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.(4) 热平衡过程在p-V 图上可用一连续曲线表示. (A) (1),(2); (B) (3),(4); (C) (2),(3),(4); (D) (1),(2),(3),(4).8、对于室温下的双原子分子理想气体,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A/Q 等于: [ D ] (A) 1/3; (B) 1/4; (C) 2/5; (D) 2/7.9、在温度分别为 327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为 ［ B ］ (A) 25％ (B) 50％ (C) 75％ (D) 91.74％10、一定量的理想气体，从p －V 图上初态a 经历(1)或(2)过程到达末态b ，已知a 、b 两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在 ［ B ］(A) (1)过程中吸热，(2) 过程中放热． (B) (1)过程中放热，(2) 过程中吸热． (C) 两种过程中都吸热． (D) 两种过程中都放热．二、填空题pV1、有1mol刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外做功A,则其温度变化ΔT=___ A/R ___;从外界吸收的热量Q p=__7A/2 ___.2、一个作可逆卡诺循环的热机,其效率为η,它的逆过程的致冷机致冷系数w = T2/(T1-T2),则η与w的关系为_____11Wη=-_____.3.一热机由温度为727℃的高温热源吸热,向温度为527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环做功__400________J. 4．热力学第二定律的克劳修斯叙述是_热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文叙述是_不可能把从单一热源吸收的热量在循环过程中全部转变为有用的功，而不引起任何其他物体为生变化_________________________.5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程.(1)pdV=(m/M)RdT表示___等压_________过程;(2)Vdp=(m/M)RdT表示_____等体_________过程;(3)pdV+Vdp=0表示_______等温_______过程.6、如图,温度为T0,2T0,3T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环:(1)abcda;(2)dcefd;(3)abefa,则其效率分别为:η1=___33.3%___;η2=___50% ___;η3=____ 66.7%___.7． 理想气体在如图所示a-b-c 过程中，系统的内能增量E =___0__8.已知一定量的理想气体经历p －T 图上所示的循环过程，图中过程1－2中，气体___吸热__（填吸热或放热）。
热力学
等温压缩为放热过程
答案： A1 ； A2
5.一定量理想气体，从A状态(2 p1 , V1 ) 经历如图1所示的直线过 程变到B状态( p1 , 2V1 ) ，则AB过程中系统做功A=______;内能 改变 E =_______.
S B S A dS
A
B
B
A
dQ可逆 T
dQ 可逆 T
=0
答案（C）
P226：热力学第二定律的统计意义：自然过程总是由热力 学概率小的宏观态向热力学概率大的宏观态进行。 P264：热力学定律指出一切与热现象有关的实际宏观过程 都是不可逆的，自然过程具有方向性，即一切宏观自然过 程总是沿着熵增加的方向进行，平衡态对应着熵最大的状 态（熵增加原理）。
1 3 A ( p1 2 p1 )(2V1 V1 ) p1V1 2 2
A状态： 2 p1V1 RTa B状态： 2 p1V1 RTb 故Ta Tb E 0
p 2 p1 p1 O V1 A B 2 V1 V
6.质量为0.02kg的氦气（视为理想气体），温度由17 0C升为27 0C，若在 升温过程中：（）体积保持不变；（ 1 2）压强保持不变；（3）不与外 界交换能量。试分别求出气体内能的改变，吸收的热量，外界对气体 所做的功。
A：等体压缩过程中，系统对外所做的功为0； B：等温压缩过程中，内能的增量为0； C：绝热膨胀过程中，系统所吸收的热量为0； D：等压压缩过程中，系统对外做负功，且温度 降低，故内能的增量和系统所吸收的热量为负。
4.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体所做 的功 A1 ，又经过绝热膨胀返回原来体积时气体对外所 做的功 A2 ，则整个过程中气体： （）从外界吸收的热量 1 Q＝－－－－－－－－－－－－； （2）内能增加了E＝－－－－－－－－－－。
第01章热力学基本定律习题及答案
第01章热力学基本定律习题及答案第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PӨ、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(V2 -V1) = pV2 -PV1= RT2 -RT1= R(T2 -T1) = R5. 1mol 理想气体，初态体积为25dm 3, 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 3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 3时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50 dm 3，然后再在外压等于体积为100dm 3时气体的平衡压力下，使气体膨胀到终态。
教材第五章习题解答
第五章化学热力学习题解答1．要使木炭燃烧，必须首先加热，为什么？这个反应究竟是放热还是吸热反应？试说明之？【解答】略2．判断反应能否自发进行的标准是什么？能否用反应的焓变或熵变作为衡量的标准？为什么？【解答】判断反应能否自发进行的标准是吉布斯自由能变。
不能用反应的焓变作为衡量的标准，应用熵判据，原则上可以确定变化的方向和限度，但它只适用于孤立体系，而实际上的变化过程，系统和环境常有能量的交换，这样使用熵判据就不方便了。
3．由书末附表中f m H θ∆（298.15K ）的数据计算水蒸发成水蒸气，)()1(22g O H O H →的标准摩尔焓变m H θ∆（298.15K ）=？298.15K 下，2.000mol的)1(2O H 蒸发成同温、同压的水蒸气，焓变H θ∆（298.15K ）=？吸热多少？做功W =？内能的增量?=∆U （水的体积比水蒸气小得多，计算时可忽略不计。
）【解答】)()1(22g O H O H →1f H /kJ mol θ-∆⋅ 285.83 241.82①m H (298.15K)θ∆=f 2H (H O(g))θ∆-f 2H (H O(l))θ∆=241.82-285.83=44.01kJ.mol -1 ② 298.15K 下，2.000mol 的)1(2O H 蒸发成同温、同压的水蒸气，焓变H θ∆（298.15K ）=2.000×m H (298.15K)θ∆=88.02kJ③ Qp=H θ∆=88.02kJ④ W = -p ∆V = -p （V g -V l ）= -pV g = -nRT= -2mol ×8.314J/（mol.K ）*298.15K = -4957J= -4.957kJ⑤ ΔU=Q+W=88.02 + (-4.957) = 83.06 kJ4．写出反应C B A 23→+中A 、B 、C 各物质的化学计量数，并计算反应刚生成1molC 物质的反应进度变化。
热力学习题答案
第1章 《热力学》习题解答1-1若一打足气的自行车内胎在7.0C 时轮胎中空气压强为54.010Pa ⨯，则在温度变为37.0C 时，轮胎内空气压强为多少？（设内胎容积不变）[解]：轮胎内的定质量空气做等容变化状态1 Pa P K T 511100.4,280⨯== 状态2：?,28022==P K T 由查理定律得Pa Pa P T T P T T P P 55112212121043.4100.4280310⨯=⨯⨯==⇒= 1-2 氧气瓶的容积为233.210m -⨯，其中氧气的压强为71.310Pa ⨯，氧气厂规定压强降到61.010Pa ⨯时，就应重新充气，以免经常洗瓶. 某小型吹玻璃车间平均每天用去30.40m 在51.0110Pa ⨯压强下的氧气，问一瓶氧气能用多少天？（设使用过程中温度不变）[解]：设氧气瓶的容积为320102.3m V -⨯=，使用过程的温度T 保持不变使用前氧气瓶中，氧气的压强为Pa P 71103.1,⨯= 根据克拉帕龙方程nRT PV =得： 使用前氧气瓶中，氧气的摩尔数为RTV P n 011,=氧气压强降到Pa P 62100.1,⨯=时，氧气瓶中，氧气的摩尔数为RTV P n 022,=所以能用的氧气摩尔数为()21021,P P RTV n n n -=-=∆ 平均每天用去氧气的摩尔数RTV P n 333,=故一瓶氧气能用的天数为()()5.91001.140.010113102.3,562332103=⨯⨯⨯-⨯=-=∆=-P V P P V n n N 1-3在湖面下50.0m 深处（温度为4.0C ），有一个体积为531.010m -⨯的空气泡升到湖面上来. 若湖面的温度为17.0C ，求气泡到达湖面的体积.（取大气压为50 1.01310Pa p =⨯）[解]：空气泡在湖面下50.0m 深处时，3511100.1,277m V K T -⨯==Pa P gh P 5530110013.610013.15010100.1⨯=⨯+⨯⨯⨯=+=ρ气泡到达湖面时，Pa P K T 522100.1,290⨯==由理想气体状态方程222111T V P T V P =得： 35351122121029.6100.12772900.1013.6m m V T T P P V --⨯=⨯⨯⨯=⋅=1-4如图所示，一定量的空气开始时在状态为A ，压力为2atm ，体积为l 2, 沿直线AB 变化到状态B 后，压力变为1 atm ，体积变为l 3. 求在此过程中气体所作的功。
热力学习题答案
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 )(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。
大学化学热力学基础习题集答案
第一章 2005-7-24无机热力学试题集一 . 选择题：1.(本题 1分) 3411体系对环境作 20 kJ 的功, 并失去 10 kJ 的热给环境, 则体系内能的变化是-------------------------------------------------------------( d ) (A) +30 kJ (B) +10 kJ (C) -10 kJ (D) -30kJ2.(本题 1分) 3418在标准压力和 373 K下, 水蒸气凝聚为液态水时体系中应是-------( )(A) DH= 0 (B) DS = 0 (C) DG = 0 (D) DU = 03.(本题 1分) 3426某体系在失去 15 kJ 热给环境后, 体系的内能增加了 5 kJ, 则体系对环境所作的功是-----------------------------------------------------( ) (A) 20 kJ (B) 10 kJ (C) -10 kJ (D) -20 kJ4.(本题 1分) 3458一个体系从一个特定的开始状态到终止状态总是有---------------( )(A) Q途径1 = Q途径2(B) W途径1 = W途径2(C) ( Q - W)途径1 = ( Q - W)途径2(D) DU = 0, 与途径无关5.(本题 1分) 3471H2O(l, 100℃, 101.3 kPa)→ H2O(g, 100℃, 101.3 kPa),设H2O(g)为理想气体, 则由始态到终态体系所吸收的热量 Q为---------------------( )(A) ＞ DH (B) ＜ DH (C) ＝ DH (D) ＝DU6.(本题 1分) 3473对于任一过程, 下列叙述正确的是---------------------------( )(A) 体系所作的功与反应途径无关(B) 体系的内能变化与反应途径无关(C) 体系所吸收的热量与反应途径无关(D) 以上叙述均不正确7.(本题 2分) 0401H2(g)+1/2O2(g) H2O(l)的 Qp 与 Qv 之差(kJ·mol-1)是---( ) (A) -3.7 (B) 3.7(C) 1.2 (D) -1.28.(本题 2分) 0402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) DrHm° = -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 (B) -43.5(C) 43.5 (D) 99.19.(本题 2分) 0403已知 2PbS(s) + 3O2(g) ＝2PbO(s) + 2SO2(g) DrHm° =-843.4 kJ·mol-1 则该反应的 Qv 值是 --------------------------------------------( ) (A) 840.9 (B) 845.9(C) -845.9 (D) -840.910.(本题 2分) 0404如果体系经过一系列变化,最后又变到初始状态,则体系的---------( )(A) Q= 0 W= 0 DU= 0 DH= 0(B) Q≠0W≠0 DU= 0 DH= Q(C) Q= W DU= Q- W DH= 0(D) Q≠ W DU= Q- W DH= 011.(本题 2分) 0408在一定温度下:(1) C(石墨) + O2(g) ＝ CO2(g) DH1(2) C(金刚石) + O2(g) ＝ CO2(g) DH2(3) C(石墨) ＝ C(金刚石) DH3 =1.9 kJ·mol-1其中 DH1 和 DH2 的关系是-------------------------------------( ) (A) DH1 ＞ DH2 (B) DH1 ＜ DH2(C) DH1 ＝ DH2 (D) 不能判断12.(本题 2分) 0409若两个液态组分混合形成理想溶液,则混合过程的----------------( )(A) DV＝ 0 DH＝ 0 DS＝ 0 DG＝ 0(B) DV＞ 0 DH＜ 0 DS＜ 0 DG＞ 0(C) DH＝ 0 DV＝ 0 DS＞ 0 DG＜ 0(D) DH＞ 0 DV＜ 0 DG＜ 0 DS＞ 013.(本题 2分) 0410某恒容绝热箱中有CH4和O2混合气体,通电火花使它们起反应(电火花的能可以不计),该变化过程的-------------------------------------------( )(A) DU= 0, DH＝ 0 (B) DU＝ 0, DH＞ 0(C) DU= 0, DH＜ 0 (D) DU＜ 0, DH＞ 014.(本题 2分) 0416已知 Zn(s) + 1/2O2(g) ＝ ZnO(s) DrHm° 1 = -351.5 kJ·mol-1 Hg(l) + 1/2O2(g) ＝ HgO(s,红) DrHm° 2 = -90.8 kJ·mol-1 则 Zn(s) + HgO(s,红) ＝ ZnO(s) + Hg(l) 的DrHm° 为(kJ·mol-1)--( ) (A) 442.3 (B) 260.7(C) -260.7 (D) -442.315.(本题 2分) 0493100℃,101.3 kPa 的H2O(l)在真空容器中蒸发为100℃,101.3 kPa H2O(g),则下述不正确的是-----------------------------------------------( ) (A) DU = 0 (B) DG = 0 (C) DH = Q (D) DS = Q/37316.(本题 2分) 3409萘燃烧的化学反应方程式为:C10H8 (s) + 12 O2(g) == 10 CO2(g) + 4 H2O(l)则 298 K时, Qp 和 Qv 的差值(kJ·mol-1)为---------------------( ) (A) -4.95 (B) 4.95 (C) -2.48 (D) 2.4817.(本题 1分) 3459相同的反应物转变成相同的产物时, 如果反应分两步进行, 那么要比一步进行时-----------------------------------------------------------( ) (A) 放热多 (B) 熵增加多(C) 内能增加多 (D) 焓、熵、内能变化相同18.(本题 1分) 0411下列单质的DfHm° 不等于零的是-------------------------------( )(A) Fe(s) (B) C(石墨)(C) Ne(g) (D) Cl2(l)19.(本题 1分) 0415在下列反应中,焓变等于AgBr(s)的DfHm° 的反应是---------------( )(A) Ag＋(aq) + Br－(aq) == AgBr(s)(B) 2Ag(s) + Br2(g) == 2AgBr(s)(C) Ag(s) + 1/2Br2(l) == AgBr(s)(D) Ag(s) + 1/2Br2(g) == AgBr(s)20.(本题 1分) 0418根据热力学知识,下列定义中不正确的是------------------------( ) (A) H2(g)的DfGm° =0 (B) H＋(aq)的DfGm° = 0(C) H(g)的DfHm° =0 (D) H2(g)的DfHm° = 021.(本题 2分) 0420由图可知下述描述正确的是-----------------------------------( ) (A) 该反应为吸热反应 (B) 反应的焓变为- y(C) 反应的活化能= y (D) 反应的 DH= x+ y22.(本题 1分) 0427CO2(g)的生成焓等于-----------------------------------------( ) (A) 金刚石的燃烧热 (B) 石墨的燃烧热(C) CO(g)的燃烧热 (C) 碳酸钙分解的焓变23.(本题 2分) 0428下列反应中释放能量最大的是---------------------------------( )(A) CH4(l)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)(B) CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)(C) CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)(D) CH4(g)+3/2O2(g)→CO(g)+2H2O(l)24.(本题 1分) 0491F2 ,Cl2,Br2 ,I2 的键能(kJ·mol-1)分别为155,243,193,151, 则最强键为---------------------------------------------------------( )(A) F─F 键(B) Cl─Cl 键(C) Br─Br 键(D) I─I 键25.(本题 2分) 0496反应Na2O(s) + I2 (g) → 2NaI(s) + 1/2O2(g) 的DrHm° 为------( )(A) 2DfHm° (NaI,s) - DfHm° (Na2O,s)(B) DfHm° (NaI,s)- DfHm° (Na2O,s)- DfHm° (I2,g)(C) 2DfHm° (NaI,s) - DfHm°(Na2O,s) - DfHm° (I2,g)(D) DfHm° (NaI,s) - DfHm° (Na2O,s)26.(本题 2分) 3412CuCl2(s) + Cu(s) == 2CuCl(s) DrHm° = 170 kJ·mol-1Cu(s) + Cl2(g) == CuCl2(s) DrHm° = -206 kJ·mol-1则 CuCl(s) 的DfHm°应为-------------------------------------( )(A) 36 kJ·mol-1 (B) 18 kJ·mol-1(C) -18 kJ·mol-1 (D) -36 kJ·mol-127.(本题 2分) 3417结晶硅和无定形硅的摩尔燃烧热分别为 -850.6 和 -867.3 kJ·mol-1 , 则由结晶硅转化为无定形硅的DrHm° 应为-----------------------------( )(A) +16.7 kJ·mol-1 (B) +16.7 kJ(C) -16.7 kJ·mol-1 (D) 不能确定28.(本题 1分) 34212NH3(g) + 3Cl2 (g) == N2(g) + 6HCl(g) DfHm° = -461.5 kJ·mol-1, 温度升高 50 K, 则 DfH m°应为----------------------------------( )(A) 大＞ -461.5 kJ·mol-1 (B) 小＜ -461.5 kJ·mol-1(C) ≈ -461.5 kJ·mol-1 (D) ＝ -461.5 kJ·mol-129.(本题 2分) 3428已知物质 C2H4 (g) CO(g) H2O(g)DfHm° /kJ·mol-1 52.3 -110.5 -242.0则反应: C2H4 (g) + 2O2(g) == 2CO(g) + 2H2O(g) 的DrHm°为----( ) (A) -300 kJ·mol-1 (B) -405 kJ·mol-1(C) -652 kJ·mol-1 (D) -757 kJ·mol-130.(本题 2分) 3429已知物质 C2H6 (g) C2H4(g) HF(g)DfHm° /kJ·mol-1 -84.7 52.3 -271.0则反应: C2H6 (g) + F2 (g) == C2H4 (g) + 2HF(g) 的DrHm°为-------( )(A) 405 kJ·mol-1 (B) 134 kJ·mol-1(C) -134 kJ·mol-1 (D) -405 kJ·mol-131.(本题 2分) 3430已知化学键H─H Cl─Cl H─Cl键焓/kJ·mol-1 436 239 431则可估算出反应 H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) 的DrHm°为----------( ) (A) -224 kJ·mol-1 (B) -187 kJ·mol-1(C) +187 kJ·mol-1 (D) +224 kJ·mol-132.(本题 2分) 3431已知化学键C─H C─Cl Cl─Cl C＝C C─C 键焓/kJ·mol-1 413 326 239 619 348则可估算出反应 H2C＝CH2 + Cl2 == H2C─CH2 的DrHm° 为-----------( )││Cl Cl(A) -381 kJ·mol-1 (B) -142 kJ·mol-1(C) +142 kJ·mol-1 (D) +381 kJ·mol-133.(本题 1分) 3439下列物质的DfHm° 不等于零的是-------------------------------( )(A) Fe(s) (B) O(g)(C) C (石墨) (D) Ne(g)34.(本题 1分) 3456下列两个反应在某温度、101 kPa时都能生成 C6H6 (g)① 2 C(石) + 3H2(g) → C6H6 (g)② C2H4(g) + H2(g) → C6H6 (g)则代表 C6H6 (g)标准摩尔生成焓的反应是--------------------------( ) (A) 反应① (B) 反应①的逆反应(C) 反应② (D) 反应②的逆反应35.(本题 2分) 0412在标准条件下石墨燃烧反应的焓变为 -393.7 kJ·mol-1,金刚石燃烧反应的焓变为-395.6kJ·mol-1,则石墨转变成金刚石反应的焓变为-----------( ) (A) -789.3 kJ·mol-1 (B) 0(C) +1.9kJ·mol-1 (D) -1.9kJ·mol-136.(本题 2分) 0413已知在标准条件下石墨的燃烧焓为-393.7kJ·mol-1,石墨转变为金刚石反应的焓变为+1.9kJ·mol-1,则金刚石的燃烧焓(kJ·mol-1)应为----------( ) (A) +395.6 (B) +391.8(C) -395.6 (D) -391.837.(本题 2分) 0414已知NH3(g)的DfHm° =-46 kJ·mol-1,H-H键能为435 kJ·mol-1,N≡N键能为941 kJ·mol-1, 则N-H键的平均键能(kJ·mol-1)为------------------( ) (A) -390 (B) 1169(C) 390 (D) -116938.(本题 2分) 0419下述叙述中正确的是-----------------------------------------( )(A) 在恒压下,凡是自发的过程一定是放热的。
化学热力学习题
一、思考题1. 什么是体系，什么是环境两者有什么区别根据两者的关系，可以将体系分为哪几类 答案：体系：我们所选择的研究对象。
环境：在体系周围与体系有关系的物质。
体系分为：孤立体系；封闭体系；敞开体系。
2. 与环境连通的系统属于何种类型的系统为什么答案：属于敞开系统，此时环境与系统之间既有物质交换又有能量交换。
3. 密闭容器中的化学反应系统属于何种类型的系统为什么4. 密闭且保温性能绝好的容器中的化学反应系统属于何种类型的系统为什么5. 什么是等容热效应与等压热效应两者有什么关系在什么情况下它们相等 答案：等容过程的热效应，称等容热效应，Q v = Δr U ；等压过程的称等压热效应Q p =ΔH。
化学反应、相变过程等一般是在等压条件下进行的，故手册中列出的有关数据，一般是等压热效应。
对应同一反应，等容和等压热效应 ΔγU m 和 ΔγH m 之间有如下近似关系：ΔγH m =ΔγU m +ΔnRT式中Δn （或示为 ）为反应过程中气体物质的量的增量。
6. 内能变U ∆与等容热效应，焓变H ∆与等压热效之间有什么样的关系 7. 内能变与焓变之间有什么关系在什么情况下它们相等 8. 在下列反应或过程中，Q p 与Q v 有区别吗① NH 4HS (s)−−−→−K15.273NH 3 (g) + H 2S (g) ② H 2 (g) + Cl 2 (g) −−−→−K15.273 2 HCl (g) ③ CO 2 (s) −−−→−K15.195CO 2 (g) ④ AgNO 3(aq) + NaCl (aq) −−−→−K15.273AgCl(s) + NaNO 3(aq) 9. 下列反应中，哪些反应的H ∆≈U ∆① 2H 2（g ）+O 2（g ）== 2H 2O （g ）② Pb(NO 3)2 +2KI （s ）== PbI 2（s ）+ 2KNO 3 (s) ③ NaOH(aq) + HCl(aq) == NaCl(aq) + H 2O (l) ④ CO 2(g) + NaOH(s) == NaHCO 3(s)10. 什么是状态函数状态函数有什么特点Q 、W 、H 、U 、S 、G 中哪些是状态函数，哪些不是 答案：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数； 11. 上题的状态函数中，哪些没有明确的物理意义具有明确物理意义的，请说明其物理意义。
热力学习题及答案2010.11.
2-13. 某反应器容积为31.213m ，内装有温度为0227C 的乙醇45.40kg 。
现请你试用以下三种方法求取该反应器的压力，并与实验值（2.75MPa ）比较误差。
（1）用理想气体方程；；（2）用RK 方程；（3）用普遍化状态方程。
解：（1）用理想气体方程M P a V n R T P 38.310213.115.50010314.8987.063=⨯⨯⨯⨯== 误差：%9.22 （2）用R-K 方程乙醇：K T C 2.516=， MPa P C 38.6=765.2625.22108039.21038.62.51610314.842748.042748.0⨯=⨯⨯⨯⨯==CCP T R a 0583.01038.62.51610314.808664.008664.063=⨯⨯⨯⨯==C C P RT b 3229.1987.0213.1m V ==()()MPab V V T a b V RT P 76.2109247.7105519.30583.0229.1229.115.500108039.20583.0229.115.50010314.85625.0735.0=⨯-⨯=⨯+⨯--⨯⨯=+--=误差：%36.0（3）用三参数普遍化关联 （2<r V 用维里方程关联，MPa P 7766.2=）635.0=ω， 43.038.675.2===C r P P P ， 97.02.51615.500==r T 查图2-12~2-13：82.00=Z ， 055.01-=Z7845.0055.0645.082.010=⨯-=+=Z Z Z ω MPa V ZRT P 65.210229.115.50010314.87845.063=⨯⨯⨯⨯== 误差：%64.32-21 一个0.5 m 3压力容器，其极限压力为2.75 MPa ，若许用压力为极限压力的一半，试用普遍化第二维里系数法计算该容器在130℃时，最多能装入多少丙烷？已知：丙烷T c ＝369.85K ，P c ＝4.249MPa ，ω＝0.152。
- 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)。
热力学习题答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】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0A。
等体过程中系统吸收的热量与系统内V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 mol P -=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。
其特点是内能变化为零，即在循环过程中，系统吸收的净热量（吸收热量1Q 与放出热量2Q 之差。
注意这里及以后的2Q 均指绝对值）与系统对外做的净功（系统对外作的功1A 与外界对系统作的功2A 之差）相等，即若循环沿过程曲线的顺时针方向进行(称为热循环)，则其效率8. 卡诺循环 由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环，其效率习 题9-1有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的温度和压强都相等，现将5J的热量都传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是：（A）6J （B）5J （C） 3J （D） 2J [ ]9-2一定量的某种理想气体起使温度为T，体积为V，该气体在下面循环过程中经过下列三个平衡过程：（1）绝热膨胀到体积为2V，（2）等容变化使温度恢复为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）气体对外作正功。
（C）气体内能增加。
（D）气体内能减少。
[ ]9-3 一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J，则经历acbda过程时吸热为（A）-1200J （B）-1000J Array（C）-700J （D）1000J[ ]9-4一定质量的理想气体完成一个循环过程，此过程在V—T图中用图线1→2→3→1描写，该气体在循环过程中吸热、放热的情况是（A）在1→2、3→1过程吸热，在2→3过程放热。
（B）在2→3过程吸热，在1→2，3→1过程放热。
（C）在1→2过程吸热，在2→3，3→1过程放热。
（D）在2→3，3→1过程吸热，在1→2过程放热。
[ ]9-5一定量的理想气体分别由初态a经1过程ab和由初态a′经2过程a′cb到达相同的终状态b，如P—T图所示，则两过程中气体从外界吸收的热量Q1、Q2的关系为（Ａ）Q1＜0，Q1＞Q2 （B）Q1 ＞0，Q1＞Q2（C）Q1＜0，Q1＜Q2 （D）Q1＞0，Q1＜Q2 ［］9-8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，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的（A ）n 倍 （B ）n -1倍 （C ）n1倍 （D ）nn 1 倍 ［ ］9-10如图所示的两个卡诺循环，第一个沿A 、B 、C 、D 、A 进行，第二个沿A 、B 、C /、D 、A 进行，这两个循环的效率1和2的关系及这两个循环所作的净功A 1和A 2的关系是（A ）1=2，A 1=A 2（B ）1＞2，A 1=A 2 （C ）1=2，A １＞A 2 （D ）1=2，A １＜A 2［ ］9-14 一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的abc 过程，（图中虚线ac 为等温线），和图（2）所示的def 过程（图中虚线df 为绝热线）。
判断这两种过程是吸热还是放热（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 ［ ］9-15一定量的理想气体，从P—V图上初态a经历(1)或(2)过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，问两过程中气体吸热还是放热（A）（1）过程吸热、（2）过程放热。
（B）（1）过程放热、（2）过程吸热。
（C）两种过程都吸热。
（D）两种过程都放热。
［］9-16对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比A/Q等于（A）1/3 （B）1/4 （C）2/5 （D）2/7 ［］9-18理想气体在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（B）S1= S2（C）S1 S2（D ）不能确定 ［ ］9-22一气缸内贮有10mol 的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J ，气体升温1K ，此过程中气体内能增量为 ，外界传给气体的热量为 。
9-24一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ，若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热 J ；若为双原子分子气体，则需吸热 J 。
9-29刚性双原子分子理想气体在等压下膨胀所作的功为A ，则传给气体的热量为 。
9-32 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。
已知气体在状态A 的温度T A =300K ，求（1）气体在状态B 、C 的温度；（2）各过程中气体对外所作的功；（3）经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量（各过程吸热的代数和）。
9-33如图所示，abcda 为1mol 单原子分子理想气体的循环过程，求：（1）气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；（2）气体循环一次对外作的净功；（3）证明T a T c =T b T d 。
9-34一定量的单原子分子理想气体，从A 态出发经等压过程膨胀到B 态，又经绝热过程膨胀到C 态，如图所示。
试求：这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量。
9-36一定量的理想气体，从P —V 图上同一初态A 开始，分别经历三种不同的过程过渡到不同的末态，但末态的温度相同。
如图所示，其中A →C 是绝热过程，问（1）在A →B 过程中气体是吸热还是放热为什么（2）在A →D 过程中气体是吸热还是放热为什么9-37 一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为Pa P 60102.1⨯=，3301031.8m V -⨯=，T 0=300K ，的状态，后经过一等容过程，温度升高到T 1=450K ，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容摩尔热容之比35=VpC C 。
求：（1）该理想气体的等压摩尔热容C P 和等容摩尔热容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。
9-39一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的气缸里，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，然后在等容下加热，到压强为原来的两倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，试求：（1）在p —V 图上将整个过程表示出来。
（2）在整个过程中气体内能的改变。
（3）在整个过程中气体所吸收的热量。
（4）在整个过程中气体所做的功。
9-40一定量的理想气体，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。
9-47 在-热力学中做功和“传递热量”有本质的区别，“作功” 是通过 来完成的；“传递热量” 是通过 来完成的。
9-48 如图所示，理想气体从状态A 出发经ABCDA 循环过程，回到初态A 点，则循环过程中气体净吸的热量为 。
答 案9-1 （C ） 9-2 （A ） 9-3 （B ） 9-4 （C ） 9-5 （B ） 9-8（C ）9-10 （D ） 9-14 （A ） 9-15（B ） 9-16 （D ） 9-18 （B ）9-22 ； 9-24 500； 700 9-29 2A 79-32 T C =100K ；T B =300K ；AB ：400J ；BC ：-200J ；CA ：0 ；200J9-33 800J ；100J 9-34 5109.14⨯=A J ；ΔE=0；5109.14⨯=Q J9-36 AB 过程中气体放热，AD 过程中气体吸热 9-37 R 25；R 23；41035.1⨯J9-39 （图略）E=0；2106.5⨯=Q J ；2106.5⨯==Q A J9-40 A= ；E=0 ；Q=9-47 宏观位移；分子间相互作用。
9-48 16208J热学（第8、9章）自测题一、 选择题：6.（本题3分）用公式T C E V ∆=∆ν（式中V C 为定容摩尔热容，视为常量，ν为气体摩尔数）计算理性气体内能增量时，此式（A ）只适用于准静态的等容过程。
(B) 只适用于一切等容过程。
(C) 只适用于准静态过程。
(D) 适用于一切始末态为平衡态的过程。
［ ］7.（本题3分）如图， bca 为理性气体绝热过程，b1a 和b2a 是任意过程，则上述两过程种气体做功与吸收热量的情况是：（A ） b1a 过程放热，做负功；b2a 过程放c 21热，做负功。