第二章热力学第一定律练习题
第二章 热力学第一定律
第二章 热力学第一定律英文习题1. Cooling of a hot fluid in a tankA rigid tank contains a hot fluid that is cooled while being stirred by apaddle wheel. Initially, the internal energy of the fluid is 800 kJ. During the cooling process, the fluid loses 500 kJ of heat, and the paddle wheel does 100 kJ of work on the fluid. Determine the final internal energy of the fluid. Neglect the energy stored in the paddlewheel.2. Heating of a gas by a resistance heaterA piston-cylinder device initially contains 0.5 m 3of nitrogen gas at 400 kPa and 27℃. An electric heater within the device is turned on and is allowed to pass a current of 2 A for 5 min from a 120-V source. Nitrogen expands at constant pressure, and a heat loss of 2800 J occursduring the process. Determine the final temperature of nitrogen.3. Cooling of an iron block by watercontains 0.5 A 50-kg iron block at 80℃ is dropped into an insulated tanks that equilibriumm 3of liquid water at 25℃. Determine the temperature when thermal is reached.4. Deceleration of air in a diffuserAir at 10℃ and 80 kPa enter the diffuser of a jet engine steadily with a velocity of 200 m/s. The inlet area of the diffuser is 0.4 m 2. The air leaves the diffuser with a velocity that isvery small compared with the inlet velocity. Determine (a) themass flow rate of the air and (b) the temperature of the air leaving the diffuser.5. Energy balance in turbineConsider a gas turbine power plant with air as the working fluid, Air enters at 100 kPa, 20ºC (ρ=1.19 kg/m 3), with a velocity of 130m/s through an opening 0.112 m 2cross-sectional area. After being compressed, heated and expanded through a turbine, the air leaves at 180 kPa, 150ºC (ρ=1.48 kg/m 3), through an opening of 0.100 m 2cross-sectional area. The power output of the plant is 375 kW. The internal energy and enthalpy of the air are given in kJ/kg byU=0.717T and h=1.004T, where T istemperature on the Kelvin scale. Determine the net amountofheatadded tothe air in kJ/kg.FIGURE 2-1FIGURE 2-2FIGURE 2-3FIGURE 2-42113111112.0/130/19.120100mA s m c m k g CT k Pa p f ===︒==ρ2112WsQ223222100.0/48.1150180m A m kg CT kPap ==︒==ρFIGURE 2-56. Air is compressed in a frictionless steady-flow processAir is compressed in a frictionless steady-flow process from 90 kPa, 150ºC (v=0.918 m 3/kg) to 130 kPa in such a manner that p(v+0.250)=constant, where v is in m 3/kg, inlet velocity is negligible small, and discharge velocity is 110 m/s. Calculate the work required per kilogram of air.7. Mixture processA mixture of air and water vapor with an enthalpy of 120 kJ/kg enters the dehumidifying section of an air-conditioning system at a rate of 320 kg/hr, liquid water drains out of the dehumidifier with an enthalpy of 42 kJ/kg at a rate of 7.0 kg/hr. An air vapor mixture leaves with an enthalpy of 47 kJ/kg.Determine the rate of heat removal from the fluids passing through the dehumidifier.8. Reviews problemA piston-cylinder device contains helium gas initially at 150 kPa, 20℃, and0.5 m 3. The helium is now compressed in a polytropic process (PV n=constant) to 400 kPa and 140℃. Determine the heat loss or gainduring this process.9. Two rigid tanks are connected by a valve. Tank Acontains 0.2 m 3of water at 400 kPa and 80 percent quality. Tank B contains 0.5 m 3of water at 200 kPa and 250℃. The valve is now opened, and the two tanks eventually come to the same state. Determine the pressure and the amount of heat transfer whenthe system reaches thermal equilibrium with the surrounding at 25 ℃.10. Consider a well-insulated horizontal rigid cylinder that isdividedm m 112233dehumidifierkgkJ h hrkg /126/32011==∙kgkJ h hr kg /42/0.722==∙kgkJ h /473=FIGURE 2-7FIGURE 2-8W in1122/918.0901311===f c kg m v kPa p sm c kPa p f /11013022==FIGURE 2-6FIGURE 2-9FIGURE 2-10into two compartments by a piston that is free to move but does not allow either gas to leak into the other side. Initially, one side of the piston contains 1 m 3of N 2 gas at 500 kPa and 80℃ while the other side contains 1 m 3of He gas at 500 kPa and 25℃. Now thermal equilibrium is established in the cylinder as a result of heat transfer through the piston. Using constant specific heats at room temperature, determine the final equilibrium temperature in the cylinder. What would your answer be if the piston were not free to move?工程热力学与传热学第二章 热力学第一定律 习题1. 一绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉搁板，空气将充满整个容器。
2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) 2(g) == H 2O(g) 的∆∆T 时H 2 (g)的∆C （ ）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 （ ）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 )( )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 , 单斜) = 0 。
（ ）。
10、已知温度T 时反应 H 2(g) +2(g) == H 2O(l) 的∆r ∆r T 时H 2O(l)的∆f （ ） 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。
( )。
13、500 K 时H 2(g)的∆f = 0 。
（ ）14、∆f , 金刚石 , 298 K) = 0。
（ ）15、稳定态单质的∆f 。
（ ） 16、在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。
第02章 热力学第一定律作业
物理化学---热力学第一定律作业题习题1 看仿P27-29所有课后习题，参考答案及解题思路见书后习题2 (1)如果一系统从环境接受了160J 的功，内能增加了200J ，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10540J 的功，同时吸收了27110J 的热，试问系统的内能变化为若干？[答案：(1) 吸收40J ；(2) 16570J]习题3 一蓄电池其端电压为12V ，在输出电流为10A 下工作2小时，这时蓄电池的内能减少了1265000J ，试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热？[答案：放热401000J]习题4 体积为4.10dm 3的理想气体作定温膨胀，其压力从106 Pa 降低到105 Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干?[答案：9441J]习题5 在25℃下，将50gN 2作定温可逆压缩，从105Pa 压级到2×106Pa ，试计算此过程的功。
如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa 作定温膨胀到原来的状态，问此膨胀过程的功又为若干？[答案：–1.33×104J ；4.20×103J]习题6 计算1mol 理想气体在下列四个过程中所作的体积功。
已知始态体积为25dm 3终态体积为100dm 3；始态及终态温度均为100℃。
(1)向真空膨胀；(2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；(3)先在外压恒定为体积等于50dm 3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm 3(此时温度仍为100℃)以后，再在外压等于100 dm 3时气体的平衡压力下膨胀；(4)定温可逆膨胀。
试比较这四个过程的功。
比较的结果说明了什么问题？[答案：0；2326J ；310l J ；4299J]习题7 试证明对遵守范德华方程的1mol 实际气体来说，其定温可逆膨胀所作的功可用下式求算。
)11()ln(2,12,1,2,V V a b V b V RT W m m m -----= 已知范德华方程为 RT b V V a p m m=-+))((2 习题8 1mol 液体水在100℃和标准压力下蒸发，试计算此过程的体积功。
第二章 热力学第一定律自测题资料讲解
第二章热力学第一定律自测题一、选择题1．物质的量为n的理想气体，该气体的下列物理量中，其值确定后，其他状态函数方有定值的是（）。
(a) p(b) V(c) T, U(d) T, p2．有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔。
当阀门打开时，大气（视为理想气体）进入瓶内，此时瓶内气体的温度将（）。
(a) 升高(b) 降低(c) 不变(d) 不确定3．公式 H=Q p适用于下列过程中的（）。
(a) 理想气体从1013.25kPa反抗恒定的外压101.325kPa膨胀(b) 273K,101.325kPa下冰融化成水(c) 298K,101.325kPa下电解CuSO4水溶液(d) 气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态Ⅱ4．反应C(金刚石) + 0.5O2（g）—CO(g)的热效应为△rHmθ，问此△rHmθ值为（）A CO(g) 的生成焓B C(金刚石)的燃烧焓C C的燃烧焓D 全不是5．对于一定量的理想气体，有可能发生的过程是（）。
（1）对外做功且放出热量（2）恒容绝热升温、无非膨胀功（3）恒压绝热膨胀（4）恒温绝热膨胀(a) （1），（4） (b) （2），（3） (c) （3），（4） (d) （1），（2） 6．实际气体经节流膨胀后，（ ）。
(a) Q <0, ∆H =0, ∆p <0 (b) Q =0, ∆H =0, ∆T <0 (c) Q =0, ∆H <0, ∆p <0 (d) Q =0, ∆H =0, ∆p <07．某气体的状态方程为pV m =RT +bp （b 为大于零的常数），此气体向真空绝热膨胀后的温度将（ ）。
(a) 不变 (b) 上升 (c) 下降 (d) 不确定 8．根据定义等压膨胀系数pT V V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=1α，等容压力系数V T p p ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=1β，等温压缩系数Tp V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=1κ。
α，β，κ 三者间的关系为（ ）。
第二章 热力学第一定律
物理化学练习题第二章热力学第一定律一、选择题1、下列叙述中不具状态函数特征的是：（）(A)系统状态确定后，状态函数的值也确定(B)系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定(C)经循环过程，状态函数的值不变(D)状态函数均有加和性2、下列叙述中，不具可逆过程特征的是：（）(A)过程的每一步都接近平衡态，故进行得无限缓慢(B)沿原途径反向进行时，每一小步系统与环境均能复原(C)过程的初态与终态必定相同(D)过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功3、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)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4、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：（）(A) Q > 0，W > 0，∆U > 0 (B) Q = 0，W = 0，∆U < 0(C) Q = 0，W = 0，∆U = 0 (D) Q < 0，W > 0，∆U < 05、在下列关于焓的描述中，正确的是（）(A)因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热(B)气体的焓只是温度的函数(C)气体在节流膨胀中，它的焓不改变(D)因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论6、在标准压力下，1mol石墨与氧气反应生成1mol二氧化碳的反应热为Δr H ，下列哪种说法是错误的? （）(A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热(B) ΔH =ΔU(C) ΔH 是石墨的燃烧热(D) ΔU <ΔH7、在标准状态下，反应C2H5OH（l）+3O2(g) →2CO2(g)+3H2O(g)的反应焓为Δr H mθ, ΔC p>0, 下列说法中正确的是（）(A)Δr H mθ是C2H5OH（l）的标准摩尔燃烧焓(B)Δr H mθ〈０(C)Δr H mθ＝ΔrＵmθ(D)Δr H mθ不随温度变化而变化8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（）(A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质(B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零(C)生成反应的温度必须是298.15K(D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa9、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：（）(A) Q > 0，W > 0，∆U > 0 (B)Q = 0，W = 0，∆U < 0(C) Q = 0，W = 0，∆U = 0 (D) Q < 0，W > 0，∆U < 010、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? ( )(A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=011、下列表示式中正确的是( )(A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程ΔH=0(C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程ΔH=012、理想气体等温反抗恒外压膨胀，则( )(A)Q>W (B)Q<W (C)Q=W (D)Q=△U13、当理想气体其温度由298K升高到348K，经(1)绝热过程和(2)等压过程，则两过程的（）(A)△H1>△H2 W1<W2(B)△H1<△H2 W1>W2(C)△H1=△H2 W1<W2(D)△H1=△H2 W1>W214、当理想气体从298K，2×105Pa 经历(1)绝热可逆膨胀和(2)等温可逆膨胀到1×105Pa时，则( )(A)△H1<△H2 W1>W2(B)△H1>△H2 W1<W2(C)△H1<△H2 W1<W2(D)△H1>△H2 W1>W215、对于封闭体系，在指定始终态间的绝热可逆途径可以有：( )(A) 一条(B) 二条(C) 三条(D) 三条以上16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将：( )(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不确定17、功的计算公式为Ｗ＝nC v,m(T２－T１)，下列过程中不能用此式的是（）(A)理想气体的可逆绝热过程(B)理想气体的绝热恒外压过程(C)实际气体的绝热过程(D)凝聚系统的绝热过程18、凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是：( )(A) ΔU> 0 , ΔH > 0 (B) ΔU= 0 , ΔH = 0(C) ΔU< 0 , ΔH < 0 (D) ΔU= 0 , ΔH大于、小于或等于零不确定19、一定量的理想气体从同一始态出发，分别经(1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有：( )(A) H1> H2 (B) H1= H2 (C) H1< H2 (D) H1>=H220、将H2（g）与O2以2：1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应，则该过程中应有（）(A)ΔT=0 (B)Δp=0 (C)ΔU=0 (D)ΔH=021、刚性绝热箱内发生一化学反应，则反应体系为( )(A)孤立体系(B)敞开体系(C)封闭体系(D)绝热体系22、理想气体可逆绝热膨胀，则下列说法中正确的是( )(A)焓总是不变(B)内能总是增加(C)焓总是增加(D)内能总是减少23、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下面的说法中不正确的是( )(A)C p,m与C v,m不相等，因等压过程比等容过程系统多作体积功(B)C p,m–C v,m=R既适用于理想气体体系，也适用于实际气体体系(C)C v,m=3/2R适用于单原子理想气体混合物(D)在可逆相变中C p,m和C v,m都为无限大24、下列哪个过程的dT≠0，dH=0？( )(A)理想气体等压过程(B)实际气体等压过程(C)理想气体等容过程(D)实际气体节流膨胀过程25、隔离系统内发生一变化过程，则系统的：(A)热力学能守恒，焓守恒(B)热力学能不一定守恒，焓守恒(C)热力学能守恒，焓不一定守恒(D)热力学能、焓均不一定守恒二、判断题1、体系在某过程中向环境放热，则体系的内能减少。
第二章 热力学第一定律自测题
第二章热力学第一定律自测题与答案. I选择题1.物质的量为n的纯理想气体，该气体的下列物理量中，其值确定后，其他状态函数方有定值打得是（d）。
（a）p(b)V (c)T,U (d)T,p2.有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔。
当阀门打开时，大气（视为理想气体）进入瓶内，此时瓶内气体的温度将（a）。
（a）升高（b）降低(c)不变(d)不确定3.公式∆H=Q p适用于下列过程中的（b）。
（a）理想气体从1013.25 kPa反抗很定的外压101.325 kPa膨胀（b）273 K，1013.25 kPa下冰融化成水（c）298 K，下电解CuSO4水溶液（d）气体从状态I等温可逆变化到状态II4.可逆机的效率为η，冷冻机的冷冻系数为β，则β和η的数值满足（d）。
（a）η<1，β<1 （a）η<1，β<1（a）η<1，β>1 （a）η<1，β可能小于、等于或大于15.对于一定量的理想气体，有可能发生的过程是（a）。
（1）对外做功且放出热量（2）很容绝热升温、无非膨胀功（3）恒压绝热膨胀（4）恒温绝热膨胀（a）（1），（4）（b）（2），（3）（c）（3），（4）（d）（1），（2）6.实际气体经节流膨胀后，(d)。
（a）Q<0,∆H=0,∆p<0（a）Q=0,∆H=0,∆T<0（a）Q=0,∆H<0,∆p<0（a）Q=0,∆H=0,∆p<07.某气体的状态方程为pV m=RT+bp（b为大于零的常数）。
此气体向真空绝热膨胀后的温度将（a）。
（a）升高（b）降低(c)不变(d)不确定8.根据定义：等压膨胀系数1=pVV Tα∂⎛⎫⎪∂⎝⎭，等容压力系数1=Vpp Tβ∂⎛⎫⎪∂⎝⎭，等温压缩系数1=TVV pκ⎛⎫∂⎪∂⎝⎭。
,,αβκ三者间的关系为（d）。
（a）α⋅β=p⋅κ（b）α⋅β⋅κ=1（c）α⋅κ=β/p（d）α=p⋅β⋅κ9.van der waals 气体经Joule实验后（绝热向真空膨胀），气体的温度将（b）。
(完整word版)第 二 章 热力学第一定律练习题及解答
第 二 章 热力学第一定律一、思考题1. 判断下列说法是否正确,并简述判断的依据（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。
答：是对的。
因为状态函数是状态的单值函数。
(2）状态改变后，状态函数一定都改变.答：是错的。
因为只要有一个状态函数变了,状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。
（3）因为ΔU=Q V ，ΔH=Q p ,所以Q V ，Q p 是特定条件下的状态函数？ 这种说法对吗？答：是错的。
DU,DH 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ,Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。
（4)根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。
答：是错的。
根据热力学第一定律U Q W ∆=+，它不仅说明热力学能（ΔU）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。
所以功的转化形式不仅有热,也可转化为热力学能系。
（5）在等压下,用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升,这时ΔH=Q p =0 答：是错的。
这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH≠Q p 。
（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1,焓变为ΔH 1。
如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2,则ΔH 1=ΔH 2。
答：是对的。
Q 是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q 值不同，焓(H ）是状态函数，只要始终态相同,不考虑所经过的过程,则两焓变值DH 1和DH 2相等.2 . 回答下列问题,并说明原因（1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？ 答？不能。
热机效率hQ W-=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。
但可逆热机循环一周是一个缓慢的过程，所需时间是无限长.又由v F tWP ⨯==可推出v 无限小.因此用可逆热机牵引火车的做法是不实际的,不能增加火车的速度，只会降低。
（完整版）《物理化学》第二章热力学第一定律练习题（含答案）
（完整版）《物理化学》第⼆章热⼒学第⼀定律练习题（含答案）第⼆章练习题⼀、填空题1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。
2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量⽆关。
容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。
3、热⼒学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。
4、体系状态发⽣变化的称为过程。
常见的过程有、、、、。
5、从统计热⼒学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。
6、⽓体各真空膨胀膨胀功W= 07、在绝热钢瓶中化学反应△U= 08、焓的定义式为。
⼆、判断题（说法对否）：1、当体系的状态⼀定时，所有的状态函数都有⼀定的数值。
（√）2、当体系的状态发⽣变化时，所有的状态函数的数值也随之发⽣变化。
（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。
（χ）4、封闭系统在压⼒恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
（χ）错。
只有封闭系统不做⾮膨胀功等压过程ΔH=Q P5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。
（√）6、热⼒学过程中W的值应由具体过程决定( √ )7、1mol理想⽓体从同⼀始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热⼒学能不变。
( √ )三、单选题1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ）A 、T、P、V、QB 、m、W、P、HC、T、P、V、n、D、T、P、U、W2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ）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下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ）A体系状态确定后，状态函数的值也确定B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定C经循环过程，状态函数的值不变D状态函数均有加和性4、下列叙述中正确的是（ A ）A物体温度越⾼，说明其内能越⼤B物体温度越⾼，说明其所含热量越多C凡体系温度升⾼，就肯定是它吸收了热D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热5、下列哪⼀种说法错误（ D ）A焓是定义的⼀种具有能量量纲的热⼒学量B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等C焓是状态函数D焓是体系能与环境能进⾏热交换的能量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. 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，可以看作封闭系统的是（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。
热力学第一定律
第二章热力学第一定律练习题一、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4. 封闭体系从 A 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⑵׀W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)5. 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,W3，三者的关系绝对值是: ( )(A) ׀W1׀>׀W2׀>׀W3׀(B) ׀W2׀> ׀W1׀> ׀W3׀(C) ׀W3׀> ׀W2׀>׀W1׀(D) ׀W3׀> ׀W1׀>׀W2׀6. 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7. 对于下列的四种表述(1) 因为△H = Q p，所以只有等压过程才有△H(2) 因为△H = Q p，所以Q p也具有状态焓数的性质(3) 公式△H = Q p 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。
《物理化学》第二章-热力学第一定律练习题(含标准答案)
《物理化学》第二章-热力学第一定律练习题(含答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第二章练习题一、填空题1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。
2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。
容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。
3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。
4、体系状态发生变化的称为过程。
常见的过程有、、、、。
5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。
6、气体各真空膨胀膨胀功W= 07、在绝热钢瓶中化学反应△U= 08、焓的定义式为。
二、判断题（说法对否）：1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
（√）2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。
（χ）4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
（χ）错。
只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。
（√）6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ )7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。
( √ )三、单选题1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ）A 、T、P、V、QB 、m、W、P、HC、T、P、V、n、D、T、P、U、W2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ）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下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ）A体系状态确定后，状态函数的值也确定B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定C经循环过程，状态函数的值不变D状态函数均有加和性4、下列叙述中正确的是（ A ）A物体温度越高，说明其内能越大B物体温度越高，说明其所含热量越多C凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热5、下列哪一种说法错误（ D ）A焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等C焓是状态函数D焓是体系能与环境能进行热交换的能量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. 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，可以看作封闭系统的是（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。
第二章热力学第一定律练习题及答案
第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1.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。
2.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。
3.一定量的理想气体，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。
4.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。
5.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。
6.因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。
7．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。
8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
9．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。
10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。
11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。
12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。
13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。
14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。
15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。
16．(∂U/∂V)T = 0 的气体一定是理想气体。
17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。
第二章热力学第一定律习题和答案
第二章热力学第一定律一选择题1.某绝热体系在接受了环境所做的功之后，其温度（） AA.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变2.当体系将热量传递给环境后，体系的焓（） DA.必定减少B.必定增加C.没有变化D.不一定改变3．热力学状态和热力学状态函数的关系为（） BA.状态函数一定，状态就单一的确定B.状态一定，状态函数就单值的确定C .A、B 都对 D. A、B 都不对4.系统的状态函数，定义为H=U+pV 若系统发生状态变化时，则焓的变化为△H=△U+△(pV)，式中△(pV)的意思是（） BA. △(pV) = △P△VB.△(pV) = p2V2-p1V1C. △(pV) = p△V+V△p5.在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，接通电源使冰箱工作，过一段时间后，室内的平均气温将如何变化？（）A.升高B.降低C.不变D.先升后降 A6.分子数增加的放热化学反应在一绝热钢瓶中进行，则（） DA. B.C. D.7.1mol 单原子理想气体，从p1=202650Pa，T1=273K 经p/T＝常数的途径加热使压力增加到p2=405300Pa，则体系做的功为（） CA.大于零B.小于零C.零D.无法确定8. 氧气的燃烧热应为何值（） DA.大于零B.小于零C.等于零D.不存在9.下述说法中，哪一个正确？（） BA.水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热B.水的生成热即是氢气的燃烧热C.水的生成热即是氧气的燃烧热D.水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热9．298K 及101325Pa 条件下，1mol 过冷水蒸气变成1mol 的液态水则ΔG 为 ( )A.ΔG < 0B.ΔG > 0C.ΔG = 0D.不一定 A10.关于焓,下述说法不正确的是（） AA.△H=Q 适用于封闭体系等压只做功的过程B.对于常压下的凝聚相，过程△H≈△UC.对理想气体的恒容过程△H=△U+V△PD 对于任何体系等压只做体积功的过程△H=△U-W11.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（） BA.= 0B.= Cv(T2-T1)C.不存在D.等于其他值12.对于封闭体系，当过程的始终态确定后，下列值中不能确定的是（）A.恒容、无其它功过程的QB.可逆过程的WC.任意过程的Q+WD.绝热过程的W D13.化学反应在只做体积功的定温定压条件下，若从反应物开始进进行反应，由此过程为（） CA.是热力学可逆过程B.是热力学不可逆过程C.是否过逆不能确定 C.是不能进行的过程14．下面陈述中，正确的是（） C A．虽然Q 和W 是过程量，但由于Q v=△U,Q p=△H，而U 和H 是状态函数，所以Q v 和Q p 是状态函数B．热量是由于温度差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体C．封闭系统与环境之间交换能量的形式非功即热D．两物体之间只有存在温差，才可传递能量，反过来系统与环境间发生热量传递后, 必然要引起系统温度变化15.物质的量为n 的纯理想气体，若该气体的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。
(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 。
第二章 热力学第一定律(总复习题)
第二章 热力学第一定律一、 选择题1、下列叙述中不具状态函数特征的是：（ ）(A)系统状态确定后，状态函数的值也确定(B)系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定(C)经循环过程，状态函数的值不变(D)状态函数均有加和性2、下列叙述中，不具可逆过程特征的是：（ ）(A)过程的每一步都接近平衡态，故进行得无限缓慢(B)沿原途径反向进行时，每一小步系统与环境均能复原(C)过程的初态与终态必定相同(D)过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功3、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)绝热箱中所有物质 (B)两个铜电极(C)蓄电池和铜电极 (D) CuSO 4水溶液5、在下列关于焓的描述中，正确的是（ ）(A)因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热(B)气体的焓只是温度的函数(C)气体在节流膨胀中，它的焓不改变(D)因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论6、在标准压力下，1mol 石墨与氧气反应生成1mol 二氧化碳的反应热为ΔrH ，下列哪种说法是错误的? （ ）(A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热 (B) ΔH =ΔU(C) ΔH 是石墨的燃烧热 (D) ΔU <ΔH7、在标准状态下，反应C 2H 5OH （l ）+3O 2(g)→2CO 2(g)+3H 2O(g)的反应焓为Δr H m θ, ΔC p >0, 下列说法中正确的是（ ）(A)Δr H m θ是C 2H 5OH （l ）的标准摩尔燃烧焓(B)Δr H m θ〈０ (C)Δr H m θ＝Δr Ｕm θ(D)Δr H m θ不随温度变化而变化8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（ ）(A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质(B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零(C)生成反应的温度必须是298.15K(D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa9、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：（ ）(A) Q > 0，W > 0，∆U > 0 (B)Q = 0，W = 0，∆U < 0(C) Q = 0，W = 0，∆U = 0 (D) Q < 0，W > 0，∆U < 010、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? ( )(A) Q =0 (B) W =0 (C) ΔU =0 (D) ΔH =011、下列表示式中正确的是 ( )(A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程 ΔH=0(C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀，则 ( )(A)Q>W (B)Q<W (C)Q=W (D)Q=△U13、当理想气体其温度由298K 升高到348K ，经(1)绝热过程和(2)等压过程，则两过程的 （ ）(A)△H 1>△H 2 W 1<W 2 (B)△H 1<△H 2W 1>W 2(C)△H 1=△H 2W 1<W 2 (D)△H 1=△H 2 W 1>W 214、当理想气体从298K ，2×105Pa 经历(1)绝热可逆膨胀和(2)等温可逆膨胀到1×105Pa 时，则( )(A)△H 1<△H 2W 1>W 2 (B)△H 1>△H 2 W 1<W 2(C)△H 1<△H 2W 1<W 2 (D)△H 1>△H 2 W 1>W 215、对于封闭体系，在指定始终态间的绝热可逆途径可以有：( )(A) 一条 (B) 二条 (C) 三条 (D) 三条以上16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将： ( )(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定17、功的计算公式为Ｗ＝nC v,m (T ２－T １)，下列过程中不能用此式的是（ ）(A)理想气体的可逆绝热过程(B)理想气体的绝热恒外压过程(C)实际气体的绝热过程(D)凝聚系统的绝热过程18、凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU 和ΔH 的值一定是：( )(A) ΔU > 0 , ΔH > 0 (B) ΔU = 0 , ΔH = 0(C) ΔU < 0 , ΔH < 0 (D) ΔU = 0 , ΔH 大于、小于或等于零不确定19、 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经 (1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H 1，H 2分别表示两个终态的焓值，则有：( )(A) H 1> H 2 (B) H 1= H 2 (C) H 1< H 2 (D) H 1>=H 220、将H 2（g ）与O 2以2：1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应，则该过程中应有（ ）(A)ΔT=0 (B)Δp=0 (C)ΔU=0 (D)ΔH=021、刚性绝热箱内发生一化学反应，则反应体系为 ( )(A)孤立体系 (B)敞开体系 (C)封闭体系 (D)绝热体系22、理想气体可逆绝热膨胀，则下列说法中正确的是( )(A)焓总是不变 (B)内能总是增加(C)焓总是增加 (D)内能总是减少23、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下面的说法中不正确的是 ( )(A)C p,m 与C v,m 不相等，因等压过程比等容过程系统多作体积功(B)C p,m –C v,m =R 既适用于理想气体体系，也适用于实际气体体系(C)C v,m =3/2R 适用于单原子理想气体混合物(D)在可逆相变中C p,m 和C v,m 都为无限大24、下列哪个过程的 dT≠0，dH=0？ ( )(A)理想气体等压过程(B)实际气体等压过程(C)理想气体等容过程(D)实际气体节流膨胀过程25、隔离系统内发生一变化过程，则系统的：(A)热力学能守恒,焓守恒(B)热力学能不一定守恒，焓守恒(C)热力学能守恒，焓不一定守恒(D)热力学能、焓均不一定守恒二、判断题1、体系在某过程中向环境放热，则体系的内能减少。
练习题2016年6月14整理
第二章 热力学第一定律一．选择题1. 热力学第一定律的数学表达式△U =Q +W ，适用于：（ ）。
A. 封闭系统B. 开放系统C. 孤立系统D. 封闭系统和孤立系统2. 关于状态函数，下面的说法中不正确的是（ ）。
A. 状态函数是单值函数B. 状态函数是连续的，可微分函数C. 某些状态函数可组合成新的状态函数D. 状态函数和与热力学性质并不等同3. 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，所以常称是为热焓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有关4. 关于“等压反应热效应”和“等容反应热效应”之间的关系，下面公式中不正确的是：（ ）。
A. r m r m g H U RT n ∆=∆ ＋B. p V g Q Q RT n =∆＋C. (r m r m H U ∆=∆∆＋pV)D. r m r m H U ∆=∆∆-p V5. 对于理想气体，在分析下列各式时，与焦耳（Joule ）定律无关的是：（ ）。
A. dU ⎰ =0B. 0T U V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭C. 0T U p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭D. 0TH p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 6. 1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变△H 约为（ ）J 。
A. 4157B. 596C. 1255D. 9947. 下列函数（1）U ；（2）H m ；（3）p ；（4）,,C BB T p n G n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭（5）T G p ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭中属于强度性质的是（ ）。
A.（1）（2）（3） B.（2）（3）（4） C.（3）（4）（5） D. （1）（5）（4）8. 系统状态发生变化时，（ ）。
A. 系统所吸收热量与途径无关B. 系统所做的功与途径无关C. 系统的热力学能增量与途径无关D. 热力学能、热、功均与途径无关9. 系统经过一个循环过程后（ ）。
热一律练习题
25．在隔离系统中发生一个变化，则∆U 和∆H 的变化值为 (A) ∆U > 0，∆H > 0 ； (B) ∆U < 0，∆H <0 ； (C) ∆U = 0，∆H = 0 ； (D) ∆U = 0，∆H 不确定 。
(A) O2 ； (B) CO2 ； (C) NH3 ； (D) Ar。
14．下述说法中，哪一种正确： (A) 热容 C 不是状态函数； (B) 热容 C 与途径无关； (C) 恒压热容Cp不是状态函数； (D) 恒容热容CV不是状态函数。
15．室温下某理想气体的γ = Cp, m / Cv , m =1.7， 则该气体分子为：
(A) 不变；
(B) 升高；
(C) 降低；
(D) 不能确定。
4．实际气体pVm= RT+ bp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。
5．有一绝热真空容器，通过活塞与大气相隔，当活塞
打开时，空气冲入容器，当内外压力相等时，关闭
活塞，测量容器内温度，则该温度与外界温度相比：
(D) a + b + c 。
17．非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述 是正确的：
(A) Q = 0，∆H = 0，∆p < 0 ； (B) Q = 0，∆H < 0，∆p < 0 ； (C) Q > 0，∆H = 0，∆p < 0 ； (D) Q < 0，∆H = 0，∆p < 0 。
第二章 热力学第一定律-习题课习题
第二章热力学第一定律习题课自测题1.判断题。
下述各题中的说法是否正确？正确的在图后括号内画“√”，错误的画“×”（1）隔离系统的热力学能U是守恒的。
（）（2）理想气体的完整定义是：在一定T、P下既遵守pV=nRT又遵守(∂U/∂V)T =0的气体叫做理想气体。
（）（3）1mol 100℃、101325Pa下的水变成同温同压下的水蒸气，该过程的△U=0.（）2. 选择题。
选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内：(1) 热力学能U是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统热力学能的增量是：（）（A）△U=0 ; （B）△U>0; (C) △U<0(2) 当系统发生状态变化时，则焓的变化为：△H=△U+△（pV），式中△（pV）的意思是：（）(A) △(PV)= △P△V; (B) △(PV)=P2V2- P1V1(C) △(PV)=P△V+V△P(3) 1mol理想气体从P1、V1、T1分别经（a）绝热可逆膨胀到P2、V2、T2；（b）绝热恒外压膨胀到P’2、V’2、T’2，若P2= P’2，则（）。
（A）T’2=T2, V’2=V2; (B) T’2> T2 , V’2< V2;(C) T’2> T2, V’2> V23.填空题。
在以下各小题中画有“______”处或表格中填上答案（1）物理量Q（热量）、T(热力学温度)、V（系统体积）、W（功），其中用于状态函数的是__________________；与过程有关的量是________________；状态函数中用于广延量的是______________________；属于强度量的是____________。
(2) Q v=△U应用条件是____________;______________;_________________。
（3）焦耳—汤姆逊系数μJ-T_____________________，μJ-T>0表示节流膨胀后温度_______节流膨胀前温度。
物理化学 第二章 热力学第一定律 经典习题及答案
V3 = V2 =
W b = − p外 ΔV = − p3 (V3 − V1 ) = − 200 × 103 (0.10167 − 0.06197) = −7.940kJ
由热力学第一定律
Wa + Qa = Wb + Qb -5.57+25.42= − 7.940 + Qb ∴ Qb = 27.79
= − 2 × 8.314 × 300 × (1 −
2.
∂H ∂p 求证： C p − CV = − + V ∂p T ∂ T V
方法一：和课件中的证明类似
方法二：
∂H ∂U ∂H ∂( H m − pVm C p,m − CV,m = m − m = m − ∂T ∂T p ∂T V ∂T p V ∂H ∂H ∂p = m − m +Vm ∂T V ∂T p ∂T V 令H = H (T , p) ∂H ∂H dH = dT + dp ∂T p ∂p T
2.10 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 。 解：过程图示如下 n = 2mol 理想气体 T1 = ? p1 = 100kPa V1 = 0.05m3 n = 2mol 理想气体 恒容 → T2 = ? p2 = 200kPa V2 = 0.05m3 n = 2mol 理想气体 恒压 → T3 = ? p3 = 200kPa V3 = 0.025m3
3.
∂U 已知：理想气体 =0 ∂V T
第二章 热力学第一定律--题加答案
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。
（天大2.5题）解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
（天大2.10题）解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律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。
（天大2.18题）解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以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。
(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。
解：C p,m=2.5R, C V,m=1.5R（1）10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K0.2470dm30.09858 dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0（2）10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K0.2470dm30.2470dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
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第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1.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。
2.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。
3.一定量的理想气体，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。
4.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。
5.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。
6.因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。
7．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。
8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
9．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。
10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。
11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。
12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。
13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。
14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。
15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。
16．(∂U/∂V)T = 0 的气体一定是理想气体。
17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。
18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。
19．在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH= Q p= 0。
20．气体经绝热自由膨胀后，因Q= 0，W= 0，所以ΔU= 0，气体温度不变。
二、单选题：1．一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A→B为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于：(A) B→C的内能变化；(B) A→B的内能变化；(C) C→A的内能变化；(D) C→B的内能变化。
2．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，V m，C p，∆V；(C) T，p，V，n；(D) T，p，U，W。
3．x为状态函数，下列表述中不正确的是：(A)d x为全微分；(B) 当状态确定，x的值确定；(C) ∆x= ∫d x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。
4．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。
5.理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：(A) W > 0 ； (B) W = 0 ；(C) W < 0 ； (D) 无法计算。
6．在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：(A)Q > 0，W > 0，∆U > 0 ； (B)Q = 0，W = 0，∆U< 0 ；(C)Q = 0，W = 0，∆U = 0 ； (D) Q < 0，W > 0，∆U < 0 。
7．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：(A) Q ； (B) Q + W ；(C) W (当Q = 0 时) ； (D) Q (当W = 0 时) 。
8．下述说法中，哪一种不正确：(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。
9．在等压下，进行一个反应 A + B→C，若∆rH m > 0，则该反应一定是：(A) 吸热反应； (B) 放热反应； (C) 温度升高； (D) 无法确定。
10．一定量的单原子理想气体，从 A 态变化到 B 态，变化过程不知道，但若 A 态与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出：(A) 气体膨胀所做的功； (B) 气体内能的变化；(C) 气体分子的质量； (D) 热容的大小11．某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3 绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是：(A) O2 ；(B) CO2；(C) NH3；(D) Ar 。
12．下述说法中，哪一种正确：(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。
13．热力学第一定律仅适用于什么途径：(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。
14．如图所示，Q A→B→C =a (J)、W A→B→C = b (J)、QC→A= c (J) ，那么W A→C等于多少：(A) a - b + c ；(B)-(a + b + c) ；(C)a + b - c ；(D) a + b + c 。
15．如图所示，理想气体由状态1变化到状态2，则该过程的：(A)T2 < T1，W < 0，Q < 0 ； (B)T2 > T1，W < 0，Q > 0 ；(C)T2 < T1，W > 0，Q < 0 ； (D) T2 > T1，W > 0，Q > 0 。
16．非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的：(A)Q = 0，∆H = 0，∆p < 0 ；(B)Q = 0，∆H < 0，∆p < 0 ；(C)Q > 0，∆H = 0，∆p < 0 ；(D) Q < 0，∆H = 0，∆p < 0 。
17．某气体的状态方程服从p(V m- b) = RT，其中b为常数，则为：(A) 大于零； (B) 小于零；(C) 等于零； (D) 不能确定。
18．反应 C(石墨) + ½O2→CO(g)，∆H(298K) < 0，若将此反应放于一个恒容绝热容器中进行，则体系：(A)∆T < 0，∆U < 0，∆H < 0 ；(B)∆T > 0，∆U = 0，∆H > 0 ；(C)∆T > 0，∆U > 0，∆H > 0 ；(D) ∆T > 0，∆U = 0，∆H = 0 。
19．已知反应 B → A，B → C的等压反应热分别为∆H1与∆H2，那么A→C的∆H3与它们的关系是：(A) ∆H3 = ∆H1 + ∆H2； (B) ∆H3 = ∆H1 - ∆H2；(C) ∆H3 = ∆H2 - ∆H1； (D) ∆H3 = 2∆H1 - ∆H2。
20．下列各式中，不能称为基尔霍夫定律公式的是：(A) ∆rHm (T2)=∆rHm(T1)+∫∆r Cp；(B) ∆rUm(T2)=∆rUm(T1)+∫∆r Cv ；(C) (∂H/∂T)p = Cp； (D) (∂∆rH m/∂T)p = ∆rCp。
21．计算“反应热效应”时，为了简化运算，常假定反应热效应与温度无关，其实质是：(A)状态函数之值与历史无关；(B)物质的热容与状态无关；(C)物质的热容与温度无关；(D) 反应前后体系的热容不变。
22．如图某循环过程：A→B是绝热不可逆过程；B→C是绝热可逆过程；C→A 是恒温可逆过程，问在C→A过程中体系与环境交换的热Q C-A：(A) Q C-A > 0 ； (B) Q C-A < 0 ；(C) Q C-A = 0 ；(D) 不能确定。
三、填空题1．反应C(石墨) + O2(g) →CO2(g) 的热效应为∆rHøm，问此值为：。
2．范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将。
3．一种实际气体，其状态为pV m = RT + αp(α < 0)，该气体经节流膨胀后温度。
4．1 mol H2(为理想气体)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化∆U分别是。
5．n mol理想气体由同一始态出发，分别经 (1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则H1与H2的关系为。
6．如图，A→B和A→C均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么∆U AB与∆U AC的关系是。
7．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）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V2时，环境对体系所做功的绝对值比较为：。
8．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。
四、计算与证明1、1 mol 水蒸气（H2O，g）在100℃，101.325kPa下全部凝结成液态水。
求过程的功。
2、系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a的Q a=2.078kJ，W a=－4.157kJ；而途径b的Q b=－0.692kJ。
求W b。
3、始态为25℃，200kPa的5mol某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。
途径a先经绝热膨胀到－28.57℃，100kPa，步骤的功W a=－5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Q a=25.42kJ。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的W b及Q b。
4、某理想气体RCmV23,=。
今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃。
求过程的W，Q，△U和△H。
5、某理想气体RCmv25,=。
今有该气体5mol在恒压下温度降低50℃。
求过程的W，Q，△U和△H。
6、2mol某理想气体的Cp = 7R/2。
由始态100kPa，50dm3，先恒容加热使压力升至200kPa，再恒压冷却使体积缩小至25dm3。
求整个过程的W，Q，△U和△H。
7、4mol某理想气体，Cp,m = 5R/2。
由始态100kPa，100dm3，先恒压加热使体积增大到150dm3，再恒容加热使体积增大到150kPa。