热力学作业
化学反应的热力学与热效应练习题
化学反应的热力学与热效应练习题热力学是研究能量转化规律以及能量转化过程中所伴随的其他物理和化学性质变化的学科。
在化学反应中，热力学起着非常重要的作用，它可以帮助我们理解反应的方向、速率以及能量转化的方式。
本文为大家提供几道关于化学反应热力学与热效应的练习题，帮助大家巩固所学知识。
1. 根据下面的反应方程式写出反应的反热。
2. 计算下面反应的焓变值：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)3. 结合下面的数据计算反应的焓变值：反应1: C(graphite) + 2H2(g) → CH4(g) ΔH1 = ?反应2: C(graphite) + 2H2(g) + O2(g) → CH3OH(l) ΔH2 = -726 kJ反应3: CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) ΔH3 = -91 kJ反应4: CO2(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) ΔH4 = -195 kJ反应5: CO2(g) + 4H2(g) → CH4(g) + 2H2O(l) ΔH5 = ?反应6: CH3OH(l) → CH4(g) + 1/2O2(g) ΔH6 = ?4. 结合下面的反应焓变值计算反应的焓变值：反应1: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH1 = -572 kJ反应2: H2(g) → H2(g) + 1/2O2(g) ΔH2 = -286 kJ反应3: 2H2(g) → 2H2(g) + O2(g) ΔH3 = ?5. 如下为反应方程式和各反应物和产物的焓变值，请根据热力学定律判断该反应是放热还是吸热反应。
反应：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH = -484 kJ答案与解析：1. 例如：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) 反热为 -483.6 kJ2. 反应的焓变值为ΔH = -484 kJ解析：根据化学方程式，反应物的摩尔数系数为2，产物的摩尔数系数为2，所以焓变值也是反应方程式右边各物质的摩尔数系数与它们的焓变之和。
第四章 化工热力学作业
分的逸度与其摩尔分率成正比例； • （2）对于理想溶液，混合过程的所有性质 变化均为零； • （3）对于理想溶液，所有过量(超额)性质 均为零; • （4）当p→0的极限情况下，气体的f/p的比 值趋于无穷，其中f是逸度。
• 7、 在一定温度和压力下，测得某二元
体系的活度系数方程为： lnγ1=x22(0.5+2x1) lnγ2=x12(1.5-2x1) 试问上述方程式是否满足Gibbs-Duhem 方程？
1、某二元液体混合物在固定T 及P下的焓可用 下式表示： H=400 x1+600 x2+x1 x2（40 x1+20 x2） 式中H单位为J/mol。试确定在该温度、压力状 态下： （1）用x1表示的H1和H2； （2）纯组分焓H1和H2的数值； （3）无限稀释下液体的偏摩尔焓H1∞ H2∞ 的 数值。
• 2、在25℃下，0.1013 MPa下，n2 mol的 NaCl（2）溶
于1kg H2O（1）中所形成的溶液的总体积 Vt（cm3）
与n2的关系为：
Vt=1001.38 + 16.625 n2 + 1.773 n23/2 + 0.1194 n22
试求n2 = 0.5 mol时，H2O 和 NaCl 的偏摩尔体积 V1和
V2。
பைடு நூலகம்
• 5、在473K，5MPa下两气体混合物的逸度系
数可用下式表示： lnφ=y1y2(1+y2) 式中y1 ，y2为组分1和2的摩尔分率，试求 f f 及 f 的表达式，并求出当y1 =y2=0.5时， ， f 各为多少？
2 1 2
1
• 6、 试判断下列说法是否正确？ • （1）在恒定T和p下的理想溶液，溶液中组
化学热力学基础作业
第二章 化学热力学习题1．阿波罗登月火箭用N 2H 4（l ）作燃料，用N 2O 4作氧化剂，燃烧后产生N 2（g ）和H 2O(l)。
写出配平的化学方程式，并计算1kg N 2H 4（l ）燃烧后的Δr H°。
2．已知：（1）4NH 3(g)+5O 2(g)=4NO(g)+6H 2O(l) Δr H 1θ= -1168.8 kJ ⋅mol -1(2) 4NH 3(g)+3O 2(g)=2N 2(g)+6H 2O(l) Δr H 2θ= -1530.4kJ ⋅mol -1 试求NO 的标准生成焓。
3．CO 是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之：)(21)()(2g O s C g CO += 试从热力学角度判断该想法能否实现？4．蔗糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可写成)(11)(12)(12)(222112212l O H g CO g O s O H C +=+假定有25%的反应热转化为有用功，试计算体重为65kg 的人登上3000m 高的山，需消耗多少蔗糖{已知?}2222)(1112212-⋅-=∆mol kJ O H C H m f5．利用附录数据，判断下列反应：)()()(24252g O H g H C g OH H C += （1） 在25°C 能否自发进行？（2） 在360°C 能否自发进行？（3） 求该反应能自发进行的最低温度。
6. 已知 2CuO (S) == Cu 2O (S) + 1/2O 2(g) △f H m θ（298.15K ）/（KJ •mol -1） -157.3 -168.6 0 S m θ（298.15K ）/（J •mol -1•K -1） 42.63 93.14 205.03 计算：该反应在P （O2）=200Kpa 时能自发进行的温度7. 反应2CuO (S)==Cu 2O (S)+1/2O 2(g) ,已知ΔG θ（400K ）=95.4 kJ •mol -1, ΔG θ（300K ）=107.9 kJ •mol -1,求1）应的ΔH θ和ΔS θ。
热力学第二定律作业
热力学第二定律P1559.始态为T1=300K,P1=200KPa的某双原子理想气体1mol，经过下列不同途径变化到T2=300K，P2=100KPa ,求各途径的Q, ΔS:①等温可逆膨胀；②先恒温冷却至压力降至100KPa ,再恒压加热至300K；③先绝热可逆膨胀降至压力为100KPa，再恒压加热至300K；10.1mol理想气体在T=100K下，从始态100KPa经过下列各过程，求Q, ΔS, ΔSiso①可逆膨胀至末态压力50KPa（等温）；②反抗恒定外压50KPa膨胀至平衡态（等温）；③向真空自由膨胀至原来体积的2倍（等温）；20.将温度为300K，压力均为100KPa的100dm3的H2和50dm3的CH4恒温混合，求该过程的ΔS。
21.绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为2mol 200K 50dm3的单原子理想气体A，另一侧为3mol 400K 100dm3的双原子理想气体B，将容器中的绝热隔板抽去气体A与B混合达到平衡，求过程的ΔS。
26.常温下冰的熔点为0℃,比熔化焓Δfus H=333.3J.g-1，水和冰的比定压热容分别为C p(H2O,S)=2.000J.g-1.K-1,系统的始态为一绝热容器中的1kg,25℃的水及0.5kg,-10℃的冰，求系统达到平衡态后过程的ΔS。
36.已知在101.325kPa 下，水的沸点为100℃，其比蒸发焓为-1，已知水和水蒸气在100-200℃之间的平均比vap H=2257.4kJ.kg热容分别为C p(H2O l)=4.224kJ.kg-1.K-1及Cp(H2O,g)=2.033kJ.kg-1.K-1，1kg101.325kpa下，120℃的过热水变成同样温度压力的水蒸汽，求该过程的ΔS及ΔG。
38.在-5 ℃,水和冰的密度分别为ρ(H2O,l)=999.2kg.m-3和ρ(H2O,s)=916.7kg.m-3，水和冰的相平衡压力为59.8MPa，1Kg-5℃的水在100KPa下，凝固成同样温度，压力下的冰，求该过程的ΔG。
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。
热学作业(附解答)
热力学1.1mol理想气体(设γ=C p/C V为已知)的循环过程如T – V图所示，其中CA为绝热过程，A点状态参量(T1，V1)和B点状态参量(T2，V2)为已知。
试求C点的状态参量：则V c= ___________________ ，T c= ____________________，p c= ____________________，V2(V1/V2)γ-1T1(RT1/V2)(V1/V2)γ-12.所示的T – S(温熵)图表示热力学系统经历了一个ABCDA循环过程，该循环称为______________循环。
假设图中矩形ABCD的面积是矩形ABEF的面积的1/3，则该循环的效率为__________________。
卡诺1/33.1 mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V1变化到V2。
(1)当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量ΔS= _______________。
(2)当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量ΔS= _______________。
1〕02〕R ln4.常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外做功为W，内能增加为ΔE，则W/Q= ___________。
ΔE/Q= ___________。
5.一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40%，起高温热源温度为___________K。
今欲将该热机效率提高到50%，假设低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加____________K。
5001006.从统计的意义来解释，不可逆过程实质上是一个_________________的转变过程，一切实际过程都向着__________________的方向进行。
从几率较的状态到几率较大的状态状态的几率增大(或熵值增加)7.一个能透热的容器，盛有各为1mol的A、B两种理想气体，C为具有分子筛作用的活塞，能让A种气体自由通过，不让B种气体通过，如下图。
第8章热力学作业老师用含答案
班级 姓名 学号一、填空题1．一卡诺热机的低温热源温度为280K ，效率为40％，若使效率提高到50％而保持低温热源的温度不变，高温热源温度必须增加 K 。
解：121T T -=ηΘ 4.028*******=-=-=∴T T T η 5.0280111122='-='-=∴T T T η 解得 K T T T 3.9311=-'=∆2．10 mol 的单原子分子理想气体，在压缩过程中外力作功209 J ，气体温度升高1 K ，则气体内能 的增量△E 为 J 。
气体吸收的热量Q 为 J 。
解：3．一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为 －10℃，室温为15℃。
若按理想卡诺致冷循环计算， 则此致冷机每消耗103J 的功。
可以从冷冻室中吸出 ×104J 的热量 。
解：2122T T T W Q e -==Θ 可得 J W T T T Q 4321221005.110)27310()27315(27310⨯=⨯+--++-=⨯-=4．一理想气体经历一次卡诺循环对外作功1000 J ，卡诺循环的高温热源温度T 1 = 500 K ，低温热源的温度T 2 = 300 K ，则在一次循环过程中，在高温热源处吸热Q 1 = 2500 J ；在低温热源处放热Q 2 = 1500 J 。
解：4.050030011112121=-=-=-==T T Q Q Q W ηΘ 可得J W Q 25004.010004.01===； J Q Q 150025006.06.012=⨯== 5．1摩尔的单原子理想气体，在等体过程中温度从27℃加热到77℃，则吸收的热量为 J 。
解：6．一定量的空气吸收了×103J 的热量，并保持在×105Pa 下膨胀，体积从×10-2m 3增加到J T R T T C M m E V 65.124131.823102310)(12m ,=⨯⨯⨯=∆⨯⨯=-=∆JW E Q 35.8420965.124-=-=+∆=J T R T T C M m Q V V 25.623)300350(31.8231231)(12m ,=-⨯⨯⨯=∆⨯⨯=-=×10-2m 3，则空气对外界做的功为 500 J ；空气的内能改变了 ×103J 。
热力学与相平衡第一次作业
5）在298.15K，P时，某酒窖中存有10.0m3 的酒，其中含乙醇96%，今欲加水调制为含 乙醇56%的酒，问： 的酒 问： • 应加多少体积的水； • 能得到多少m3的含乙醇56%的酒
• 6、问答题： 问答题 说明下列各式的适用条件。 ( 1） △G = △H 一T△S；（2）dG ＝一SdT + Vdp （3）‐ △G = ‐W
第一次作业
1)请证明
T U (C p CV )( ) p p V V T
2
2）将 将
H ( )T V
Cp p T
写成T，p，V，Cp,CV的函数； 的 数 写成T，p，V 的函数
将
3
3）若令热膨胀系数 若令热膨胀系数 数 k 1（ V p ） ，试证明
1 V （ ）p T V
，压缩系
V
T
2 VT C ‐C Cp Cv= K
4）下面是乙醇（ 面是 醇 A）和水（ 和水 B）组成的溶 组成的溶 液 请分别指出哪个溶液中 醇的化学 液，请分别指出哪个溶液中乙醇的化学 势大，并说明理由 a) 298K，P0， xa=0.3 =0 3的水溶液与 298K，5P0， xa=0.3的水溶液 b) 298K，P0， xa=0.3的水溶液与323K， P0， xa=0.3 0.3的水溶液 c) 3dm3, 298K，P0， xa=0.3的水溶液与 1d 3 298K，P0， xa=0.3 1dm 0 3的水溶液
工程热力学第三章热力学第一定律作业
第3章 热力学第一定律3-1 一辆汽车 1 小时消耗汽油 34.1 升, 已知汽油发热量为 44000kJ/kg , 汽油密度 0.75g/cm3 。
测得该车通过车轮出的功率为 64kW, 试求汽车通过排气, 水箱散热等各种途径所放出的热量。
解: 汽油总发热量Q = 34.1×10-3m3 ×750kg/m3 ×44000kJ/kg =1125300kJ汽车散发热量Qout = Q-W ×3600 = (1125300-64×3600)kJ/h = 894900kJ/h3-2 气体某一过程中吸收了 50J 的热量, 同时, 热力学能增加 84J, 问此过程是膨胀过程还是压缩过程？ 对外作功是多少 J ？解 取气体为系统, 据闭口系能量方程式 Q = ΔU +WW = Q -ΔU = 50J -84J = -34J所以过程是压缩过程, 外界对气体作功 34J 。
3-3 1kg 氧气置于图 3-1 所示气缸内, 缸壁能充分导热, 且活塞与缸壁无磨擦。
初始时氧气压力为 0.5MPa, 温度为 27℃, 若气缸长度 2l , 活塞质量为 10kg 。
试计算拔除钉后, 活塞可能达到最大速度。
解：由于可逆过程对外界作功最大, 故按可逆定温膨胀计算：w = RgT ln V2/ V1 = 0.26kJ/(kg•K)×(273.15+ 27)K图3-1 图3-2×ln（A×2h）/ （A×h）= 54.09kJ/kgW =W0 + m'/2*Δc2 = p0(V2 -V1)+ m'/2*Δc2 （a）V1 =m1RgT1/ p1=1kg×260J/(kg•K)×300.15K/0.5×106Pa= 0.1561m3V2 = 2V1 = 0.3122m3代入(a)c2 = （2×(54.09J/kg×1kg×103-0.1×106Pa×0.1561m3)/10kg）1/2 = 87.7m/s3-4 有一飞机的弹射装置, 如图 3-2, 在气缸内装有压缩空气, 初始体积为 0.28m3 , 终了体积为0.99m3, 飞机的发射速度为61m/s, 活塞、连杆和飞机的总质量为 2722kg。
02热力学第二定律作业
3.3 卡诺热机在T 1=900K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作。
求： （1）热机效率η；（2）当向低温热源放热－Q 2=100kJ 时，系统从高温热源吸热Q 1及对环境所作的功－W 。
3.7 已知水的比定压热容c p ＝4.184 J·g -1·K -1。
今有1 kg ，10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水，求各过程的∆S sys ，∆S amb ，及∆S iso 。
（1）系统与100℃热源接触；（2）系统先与55℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触；（3）系统先后与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃热源接触。
解：（1）21312sys 1373.15d ln 110 4.184ln 1154.8J K 283.15T p p T mc T S T mc T T -∆===⨯⨯⨯=⋅⎰ 3amb 11amb ambamb amb ()110 4.184(373.15283.15)1009.1J K 373.15p mc T T Q S T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅1iso sys amb 1154.81009.1145.7J K S S S -∆=∆+∆=-=⋅（2）amb,11,131sys,11328.15d ln110 4.184ln 617.1J K 283.15T pamb p T mc T S T mc TT -∆===⨯⨯⨯=⋅⎰3amb,11amb,11amb,1amb,1amb,1()110 4.184(328.15283.15)573.8J K 328.15p mc T T QS T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅a mb ,2am b ,1,231sys,2,1373.15d ln110 4.184ln 537.7J K 328.15T pamb p T amb mc T S T mc TT -∆===⨯⨯⨯=⋅⎰ 3amb,2,1amb,2amb,2amb,2amb,2()110 4.184(373.15328.15)373.15p amb mc T T Q S T T ---⨯⨯⨯-∆===1504.6J K-=-⋅ 1syssys,1sys,2617.1537.71154.8J K S S S -∆=∆+∆=+=⋅1amb amb,1amb,2(537.8)(504.6)1078.4J K S S S -∆=∆+∆=-+-=-⋅1iso sys amb 1154.81078.476.43J K S S S -∆=∆+∆=-=⋅（3）系统的始终态与（1）、（2）相同，所以熵变与（1）、（2）相同，1sys 1154.8J K S -∆=⋅3amb,11amb,11amb,1amb,1amb,1()110 4.184(313.15283.15)400.8J K 313.15p mc T T Q S T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅3amb,22amb,21amb,2amb,2amb,2()110 4.184(343.15313.15)365.8J K 343.15p mc T T Q S T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅3amb,33amb,31amb,3amb,3amb,3()110 4.184(373.15343.15)336.4J K 373.15p mc T T Q S T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅1amb amb,1amb,2amb,3(400.8)(365.8)(336.4)1103.0J K S S S S -∆=∆+∆+∆=-+-+-=-⋅1iso sys amb 1154.81103.051.8J K S S S -∆=∆+∆=-=⋅3.11 2mol 双原子理想气体从始态300 K ，50 dm 3，先恒容加热至400 K ，再恒压加热使体积增大到 100 dm 3。
工程热力学作业
1-1 一立方形刚性容器，每边长1m ，将其中气体的压力抽至1000Pa ，问其真空度为多少毫米汞柱？容器每面受力多少牛顿？已知大气压力为0.1MPa 。
解：p = 1 000 Pa = 0.001 MPa真空度mmHg Pa MPa MPa MPa p p p b V 56.74299000099.0001.01.0===-=-= 容器每面受力F ＝p V A = 9 900 Pa×1m 2 =9.9×104 N1-2 试确定表压力为0.01 MPa 时U 形管压力计中液柱的高度差。
(1)U 形管中装水，其密度为1 000 kg/m 3；(2) U 形管中装酒精，其密度为789 kg/m 3。
解： 因为表压力可以表示为p g =ρgΔz ，所以有gp z gρ=∆既有（1）mm m s m m kg Pa g p z g72.101901972.1/80665.9/10001001.0236==⨯⨯=∆＝水ρ（2） mm m sm m kg Pag p z g34.129729734.1/80665.9/7891001.0236==⨯⨯=∆＝酒精ρ 1-7 从工程单位制热力性质查得，水蒸气在500℃、100at 时的比体积和比焓分别为v =0.03347m 3/kg 、h =806.6kcal/kg 。
在国际单位制中，这时水蒸气的压力和比热力学能各为多少？解： 水蒸气压力p =100at×9.80665×104Pa/at = 9.80665×106Pa=9.80665MPa 比热力学能u=h-pv=806.6kcal ×4.1868kJ/kcal)/kg-9806.65kPa ×0.03347m 3/kg = 3377.073kJ-328.228kJ =3048.845kJ2-1 冬季，工厂某车间要使室内维持一适宜温度。
热力学第一定律作业
第二章热力学第一定律1.始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力体积增大到150 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
文档来自于网络搜索3.单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
文档来自于网络搜索4. 1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。
文档来自于网络搜索(1）等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。
5.在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。
隔板靠活塞一侧为2 mol，0 °C的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6 mol，100 °C的双原子理想气体B，其体积恒定。
今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的T及过程的。
文档来自于网络搜索6.1mol 理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、∆U、∆H。
已知此理想气体C p,m=30.0 J·K－1·mol－1。
文档来自于网络搜索7. 5 mol双原子气体从始态300 K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50 kPa，在绝热可逆压缩到末态压力200 kPa。
求末态温度T及整个过程的及。
文档来自于网络搜索8.一水平放置的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞，活塞左、右两侧分别为50 dm3的单原子理想气体A和50 dm3的双原子理想气体B。
热力学第一定律作业
热力学第一定律作业一、 选择题（每题2分，共20分）1．1mol 单原子理想气体经一循环过程后，W ＝400J ，则该过程的Q 为：（ ）A 、 0B 、因未指明是可逆过程，无法确定C 、400 JD 、–400 J2．理想气体经一不可逆循环（ ）。
A 、ΔU >0，ΔH =0B 、ΔU >0，ΔH >0C 、ΔU =0，ΔH =0D 、ΔU=0，ΔH >03．物质的量为n 的理想气体的何组物理量确定后，其它状态函数方有定值：（ ）A 、pB 、VC 、T ，UD 、T ，p4．在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终态温度升高，体积增大，则此过程的S ∆（ ）。
A 、大于零B 、小于零C 、等于零D 、无法确定5．下列各摩尔反应焓中，属于摩尔生成焓的是（ ）。
A 、2222()()2()H g O g H O g +→B 、221()()()2CO g O g CO g +→ C 、2221()()()2H g O g H O l +→ D 、2222443()()()C H g C H g C H g +→+6．在一保温良好、门窗紧闭的房间内，放有电冰箱，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将（ ）A 、 逐渐降低B 、 逐渐升高C 、不变D 、无法确定7．甲烷燃烧反应：4222CH (g)+2O (g)=CO (g)+2H O(l)，在绝热恒压条件下反应，终态温度升高，体积增大，其过程的ΔU 和ΔH 分别为（ ）。
A 、=0，>0B 、<0，=0C 、=0，<0D 、无法确定8．下列物质中，“完全氧化”后的最终产物错误的是（ ）。
2232A C CO (g)B H H O(l)C S SO (g)D N N (g)→→→→、、、、9．理想气体从同一始态（p 1，V 1，T 1）出发，分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V 2时，环境对体系所做功的绝对值比较（ ）。
第八章 热力学作业(答案)
第八章 热力学基础一、选择题［ A ］1.（基础训练4）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。
【提示】功即过程曲线下的面积，由图可知AD AC AB A A A >>； 根据热力学第一定律：E A Q ∆+= AD 绝热过程：0=Q ； AC 等温过程：AC A Q =；AB 等压过程：AB AB E A Q ∆+=，且0>∆AB E［ B ］2.（基础训练6）如图所示，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p 0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是(A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ． 【提示】该过程是绝热自由膨胀：Q=0，A=0；根据热力学第一定律Q A E =+∆得 0E ∆=，∴0T T =；根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =；已知02V V =，∴0/2p p =.［ D ］3.（基础训练10）一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为E ∆，熵增量为S ∆，则应有 (A) 0......0=∆<∆S E (B) 0......0>∆<∆S E ． (C) 0......0=∆=∆S E ． (D) 0......0>∆=∆S E【提示】由上题分析知：0=∆E ；而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过程，故熵增加。
［ D ］4.（自测提高1）质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加1倍．那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小． (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小．(D) 等压过程中最大，等温过程中最小． 【提示】如图。
高等化工热力学作业
高等化工热力学作业1. 分别用理想气体方程和RK 方程求异丁烷蒸汽在350K 、1.2MPa 下的密度(kg/m 3)和压缩因子，并与实验压缩因子0.7731比较。
2. 在50℃、2.0MPa 时由摩尔分数为氮气(1)0.4和乙烯(2)0.6组成的混合气体，试用理想气体方程和普遍化Virial 方程方法计算混合气体的摩尔体积。
参考值Z=0.96。
3. 某化合物气体，在25℃、0.1MPa 下的摩尔体积为23升。
在没有其它数据可以利用的条件下，请利用合理估算方法估算25℃、0.5MPa 下该气体的摩尔体积。
4. 用普遍化Virial 方程计算1kmol 的1,3-丁二烯从2.53MPa 、127℃压缩到12.67MPa 、227℃这一过程的焓变、熵变。
1,3-丁二烯理想气体热容数据请查课件附录七。
5. 某CO 2压缩机入口条件为42℃，8.05MPa ，出口条件为124℃，15.78MPa ，求压缩过程的焓变和熵变。
CO 2理想气体热容数据请查课件附录七。
6. 有2.5MPa 、200℃的乙烷气体在透平机中绝热膨胀可逆到0.2MPa 。
用RK 方程求此过程的末态温度和输出轴功。
乙烷理想气体热容数据请查课件附录七。
7. 丙烷气体从0.1013MPa 、25℃被绝热等熵压缩到4.25MPa ，用普遍化Virial 方程计算该过程的末态温度和压缩功。
丙烷理想气体热容数据请查课件附录七。
8. 某厂有输送90℃热水的管道，由于保温不良，到使用单位时热水温度只有70℃。
求流量为10t/h 时，该段管道的热损失和损耗功。
环境温度为25℃。
9. 设空气的组成为79%N 2和21%O 2，环境状态为25℃，0.101325MPa 。
求：（1）完全分离1.0kmol 空气的最小功；（2）产品为98%的氮气和50%的富氧空气时，分离1.0kmol 空气的最小功。
10. 将流量为2t/h 、温度120℃、压力为0.7MPa 的热水和流量为5t/h 、温度为300℃、压力为0.7MPa 的过热蒸汽等压绝热混合，求混合之后的汽液比、该过程的熵增加和有效能损失。
热力学作业答案
一、选择题 1．单原子分子组成的理想气体自平衡态A变化 到平衡态B，变化过程不知道，但A、B两点的压 强、体积和温度都已确定，则可求出 A．气体膨胀所做的功 B．气体内能变化 C．气体传递的热量 D．气体分子的质量
2．理想气体的温度越高，则 A．热量越多 B．作功越多 C．内能越大 D．不能确定
a
Tb=4Ta=4T, Tc=2T O 3 9 Eab CV T R( Tb Ta ) RT 2 2 1 3 3 Aab ( PbVb PaVa ) PaVa RT 2 2 2
c
2V V
V
4.一摩尔单原子分子理想气体作如图所示循环， 已知a点的温度为T，且，试求： （1）一次循环过程中气体吸收的热量 （2）一次循环过程中气体对外所作的净功 （3）循环效率 P b 解: Q1 Aab Eab 3 9 RT RT 6 RT a c 2 2 1 O A净 (Vc Va ) ( Pb Pc ) V 2 A 1 1 1 PaVa RT Q1 12 2 2
3．单原子分子理想气体作如图所示循环，bc为 等温过程，在bc中吸热140J，试求： (1)在一次循环过程中系统从外界吸收的热量 (2)在一次循环过程中系统向外界放出的热量 (3)循环效率
解:(1) Qab CV T i ( PbVb PaVa ) 3 2
2 2
M
2.0 1.0
P(105Pa) b
T1 n Q1
n
10.根据热力学第二定律可知： A. 功可以全转换为热，热不能全转换为功； 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. 不可逆过程是不能向相反方向进行过程 D. 一切自发过程都是不可逆的
热学作业(附解答)
热力学1.1mol理想气体(设γ=C p/C V为已知)的循环过程如T – V图所示，其中CA为绝热过程，A点状态参量(T1，V1)和B点状态参量(T2，V2)为已知。
试求C点的状态参量：则V c= ___________________ ，T c= ____________________，p c= ____________________，V2(V1/V2)γ-1T1(RT1/V2)(V1/V2)γ-12.所示的T – S(温熵)图表示热力学系统经历了一个ABCDA循环过程，该循环称为______________循环。
若图中矩形ABCD的面积是矩形ABEF的面积的1/3，则该循环的效率为__________________。
卡诺1/33.1 mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V1变化到V2。
(1)当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量ΔS= _______________。
(2)当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量ΔS= _______________。
1）02）R ln4.常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外做功为W，内能增加为ΔE，则W/Q= ___________。
ΔE/Q= ___________。
5.一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40%，起高温热源温度为___________K。
今欲将该热机效率提高到50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加____________K。
5001006.从统计的意义来解释，不可逆过程实质上是一个_________________的转变过程，一切实际过程都向着__________________的方向进行。
从几率较的状态到几率较大的状态状态的几率增大(或熵值增加)7.一个能透热的容器，盛有各为1mol的A、B两种理想气体，C为具有分子筛作用的活塞，能让A种气体自由通过，不让B种气体通过，如图所示。
热力学作业解
A A 962 13.4%
Q1 Qbc Qca 7200
四、证明题：
1. 根据热力学第二定律证明两条绝热线不能相交.
证： 反证法
设两绝热线相交于c 点，在 两绝热线上寻找温度相同
p
a• •b
绝热线 等温线
的两点a、b。在ab间作一条
等温线，abca构成一循环过
c•
程。在此循环过程该中
Qp
1CpT
7 2
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A R
7 2
A
2.在如图所示的p-V 中，1mol理想气体从状态 A (2p1, V1) 沿
直线到达 B (p1, 2V1)，则此过程系统对外做的功 A = ，
内能的增量为 E =
。
解：
A
S梯形
12（p1
2 p1)(2V1
V1 )
3 2
p1V1
由 pV νRT, pAVA pBVB
（3）与外界不交换热量。试分别计算各过程中气体吸收的
热量、内能的改变和对外所做的功。
解： 氦i=3,
Mmol 0.004 kg/mol CV=3R/2, Cp=5R/2 ΔE
M
M mol
CV (T2 T1)
0.02 0.004 623 J
5
mol
(1) 体积保持不变 A=0 Q ΔE A 623 J
1
p1 p2
1
解： =1, 循环所做的净功（净热量）
A ( p2 p1)(V3 V2 ) Q 1.13102 (J)
T1
p1V1
R
27.3(K)
T2
p2V2
R
54.6(K)
T3
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P271作业6-25 1mol理想气体在400K由0.1013MPa经等温不可逆压
缩到1.013MPa，压缩过程的热被移到300K的贮热器， 实际压缩功比同样的可逆压缩功多20%，计算气体 与贮热器的熵变及总熵变。
P271作业6-14 水蒸气在透平机中等熵膨胀，其状态由5MPa、600℃
变为10kPa。如果水蒸气的质量流量为2kJ.s-1，试计算 透平机的输出功率
Cp 111.76J mol1 K 1
作业：P87 3-20 查水蒸汽表回答下列问题： (1)70℃，干度为95%的湿蒸汽的H、S值 (2)4.0MPa，s=6.4 kJ·kg-1·K-1的水蒸汽是什么状态？ (3)4.0MPa，s=5.8 kJ·kg-1·K-1的水蒸汽是什么状态？
1.42 x1 0.59 x2 x1x2
0.59 x1 0.24 x12 0.83x13
查得55℃时，氯仿、乙醇的饱和蒸汽压分别为：
p1s 82.37kPa, p2s 37.31kPa
假定汽相为理想气体，试计算x1=0.4时，该体系的压力 和汽相组成
5-8
P219，5-17
P271作业6-22 设有一股温度为90℃，流量为20kg/s的热水与另一
股温度为50℃，流量为30kg/s的温水绝热混合。试求 此过程产生的熵。此绝热混合过程是不可逆？
补充作业 试问以下稳流过程是否可能：空气在0.7MPa、294，苯⑴-甲苯⑵体系汽液平衡可用Raoult定 律描述。已知90℃时组分的饱和蒸气压为：
p1s 136 .1kPa, p2s 54.2kPa
求： ⑴90℃、x1=0.3时，体系的汽相组成和压力 ⑵90℃、1.013×105Pa时，体系的汽相和液相的平 衡组成
H1、H
2
(4)ΔH的表达式
(5)x1=0.5的溶液中的
H1及H
值及溶液的ΔH值
2
P154，4-24 三元混合物的各组分摩尔分数分别为0.25、 0.3和0.45，在6.585MPa和348K下的各组分的逸 度系数分别是0.72、0.65和0.91，求混合物的逸 度。
5-6
P155，4-27
5-11
P221作业：5-33 纯液体A和B在90℃时蒸气压为
p
s A
1000 mmHg
,
p
s B
700 mmHg
已知A与B形成的二元溶液的超额自由焾GE模型为:
GE RT x A xB
汽相为理想气体，问：
⑴ ln A , ln B 的组成函数表达式是什么？
⑵液相组成为50%(mol)A和50%(mol)B混合物平衡的 蒸气总压为多少？
P271，6-16(选做) 某理想气体(分子量为28)在0.7MPa、1089K下，以 35.4kg/h的质量流量进入一透平机膨胀到0.1MPa。若 透平机的输出功率为3.5kW，热损失6710kJ/h。透平机进、 出口连接钢管的内径为0.016m，气体的热容为 1.005kJ/(kg·K)。 试求透平机排气的温度和速度。
乙醇⑴-甲苯⑵体系汽液平衡的实测数据：T=318K； p=24.4 kPa；x1=0.300，y1=0.634，已知组分的饱和蒸 气压为：
p1s 23.06kPa, p2s 10.05kPa
试采用低压下汽液平衡所常用的假设，求：
⑴液相各组分的活度系数r1，r2; ⑵液相的ΔG和GE ⑸该溶液是正偏差还是负偏差？
已知40℃和7.09MPa下，二元混合物的
ln f 1.96 0.235 x1MPa ，求
⑴用x1=0.2时的 fˆ1和fˆ2 ⑵ f1和f2
⑶ 1和2
，ˆ1和ˆ2
5-7
P219作业：5-14 氯仿(1)-乙醇(2)二元体系，55℃时其超额Gibbs自由能函 数的表达式为:
GE RT
作业 P153 ：4-15
在25℃、1atm以下，含组分1与组分2的二元溶
液的焓可由下式表示：
H 90 x1 50 x2 x1x2 6x1 9x2
式中H的单位为cal/mol；x1、x2为组分1和2的 摩尔分率，求
(1)用 x1表示的偏摩尔焓 H1及H2 的表达式
(2)组分1和2在纯状态时的H1、H2 (3)组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓
5-12
P270作业6-13 有一水泵每小时从水井抽出1892kg的水并泵入储水槽中，
水井深61m，储水槽的水位离地面18.3m，水泵用功率为 3.7kW的电机驱动，在泵送水过程中，只耗用该电机功率 的45%。储水槽的进、出水位的质量流量完全相等，水槽 内的水位维持不变，从而确保水做稳态流动。在冬天，井 水温度为4.5℃，为防止水槽输出管路发生冻结现象，在 水的输入管路上安设一台加热器对水进行加热，使水温保 持在7.2℃，试计算此加热器所需净输入的热量。
5-10
P223作业：5-46 由组分A、B组成的二元溶液，汽相可看作理想气体， 液相为非理想溶液，液相活度系数与组成的关联式表示：
ln A 0.5xB2 ln B 0.5xA2
80℃时，组分A、B的饱和蒸汽压分别为：
pAs 120 kPa, pBs 80kPa
试计算xA=0.2时， ⑴该体系的压力和汽相组成 ⑵溶液的GE
P50 2-13 某反应器容积为1.213m3，内装有温度为227℃ 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)理想气体方程；(2)RK方程； (3)普遍化关系式法
P50 2-14(选做) 容积为1m3的贮气罐，其安全工作压力为100atm，
内装甲烷100kg，问： (1)当夏天来临，如果当地最高温度为40℃时，贮气罐 是否会爆炸？ (用RK方程) (2) 上问中若有危险，则罐内最高温度不得超过多少度？ (3)为了保障安全，夏天适宜装料量为多少？ (4)如果希望甲烷以液体形式储存运输，问其压缩、运 输的温度必须低于多少度？
作业：P87，3-15 使用合适的普遍化关联式计算1kmol的1,3丁二烯从 127℃,2.53MPa压缩至277℃,12.67MPa时的ΔH、ΔS