热力学基础计算题答案
02 化学热力学基础
2 化学热力学基础 习题1.已知：2Mg(s)+O 2(g )→MgO(s) ΔrHm ＝-1204kJ/mol计算：（1）生成每克MgO 反应的ΔrH 。
（2）要释放1kJ 热量，必须燃烧多少克Mg ？答案:(1)15.05kJ/g ；（2）0.04g知识点：难度:提示：题解：2.已知：Cu 2O(s)+21O 2(g)→CuO(s) ΔrH m ＝-143.7kJ/mol CuO(s)+Cu(s)→Cu 2O(s)ΔrH m ＝-11.5kJ/mol计算CuO(s)的标准摩尔生成焓。
答案:-155.2kJ/mol知识点：难度:提示：题解：3.当2.50g 硝化甘油［C 3H 5(NO 3)3］分解生成N 2(g)、O 2(g)、CO(g)与H 2O(l)时，放出19.9kJ 的热量。
（1）写出该反应的化学方程式。
（2）计算1mol 硝化甘油分解的ΔrH 。
（3）在分解过程中生成每1mol O 2放出多少热量？答案:（1）C 3H 5(NO 3)3→23N 2(g)+27O 2(g)+3CO(g)+25H 2O(l)；（2）1806.9kJ/mol ；（3）516.3kJ 知识点：难度:提示：题解：4.由热力学数据表中查得下列数据：ΔfH m(NH 3,g)=-46.0kJ/molΔfH m(NO,g)=90.29kJ/molΔfH m(H 2O,g)=-241.8kJ/mol计算氨的氧化反应：4NH3(g)+5O 2（g ）4NO(g)+6H 2O(g)的热效应ΔrH m 。
答案:-905.64 kJ/mol知识点：难度:提示：题解：5.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体，发生下列反应：2KClO 3(s)2KCl(s)+3O 2(g)并放出89.5kJ 热量（298.15K ）。
试求298.15K下该反应的ΔH和ΔU。
答案:ΔH=-89.5kJ；ΔU=-96.9kJ知识点：难度:提示：题解：6.在高炉中炼铁，主要反应有：C(s)+O2(g)CO2(g)12CO2(g)+12C(s)CO(g)CO(g)+13Fe2O3(s)23Fe(s)+CO2(g)（1）分别计算298.15K时各反应ΔrH m和各反应ΔrH m值之和；（2）将上列三个反应式合并成一个总反应方程式，应用各物质的ΔfH m（298.15K）数据计算总反应的ΔrH m，并与（1）计算结果比较，作出结论。
热工基础试题及答案
热工基础试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = Q - TΔSD. ΔS = Q/T答案：A2. 在理想气体的等压过程中，气体的内能变化为：A. 零B. 正C. 负D. 不确定答案：A3. 以下哪个不是热力学基本定律？A. 第零定律B. 第一定律C. 第二定律D. 第三定律答案：A二、填空题1. 热力学系统与外界没有能量交换时，系统处于______状态。
答案：平衡2. 理想气体的内能只与______有关。
答案：温度3. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化。
答案：不可能三、简答题1. 简述热力学第二定律的开尔文表述。
答案：热力学第二定律的开尔文表述指出，不可能通过循环过程，将热量完全转化为功而不产生其他影响。
2. 解释什么是熵，并简述熵增加原理。
答案：熵是热力学系统无序度的量度，通常用来描述系统的热力学状态。
熵增加原理表明，在自发过程中，孤立系统的熵总是增加的。
四、计算题1. 假设有1 kg的理想气体，其初始温度为 300 K，压力为 1 atm。
如果气体在等压过程中加热到 600 K，求气体的最终体积。
答案：首先，使用理想气体状态方程 PV = nRT，其中 n 是摩尔数，R 是理想气体常数。
由于过程是等压的，我们可以简化为 V1/T1 =V2/T2。
代入给定的数据，我们得到 V2 = (T2/T1) * V1。
假设初始体积 V1 可以通过 P1 * V1 = n * R * T1 计算得出。
由于 n 和 R 是常数，我们可以忽略它们，简化为 V1 = P1 * V1 / (R * T1)。
最终体积 V2 可以通过 V2 = (T2/T1) * V1 计算得出。
2. 一个绝热容器中装有 2 kg 的水，初始温度为20°C。
如果向水中加入 100 kJ 的热量，求水的最终温度。
热学第二版课后习题答案
热学第二版课后习题答案热学第二版课后习题答案热学是物理学中的一门重要学科，研究热量的传递、热力学规律以及热力学系统的性质等。
在学习热学的过程中，课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要手段。
下面将为大家提供热学第二版课后习题的答案。
第一章：热力学基础1. 什么是热力学第一定律？它的数学表达式是什么？热力学第一定律是能量守恒定律的推广，它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
数学表达式为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
2. 什么是热容？如何计算物体的热容？热容是物体吸收或释放单位温度变化时所需的热量。
计算物体的热容可以使用公式C = Q/ΔT，其中C表示热容，Q表示吸收或释放的热量，ΔT表示温度变化。
3. 什么是等容过程？等容过程的特点是什么？等容过程是指在恒定体积条件下进行的热力学过程。
在等容过程中，系统对外界做功为零，因为体积不变。
等容过程的特点是内能变化等于吸收的热量，即ΔU = Q。
第二章：理想气体的热力学性质1. 理想气体的状态方程是什么？它的含义是什么？理想气体的状态方程是PV = nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体常数，T表示气体的温度。
这个方程表示了理想气体的状态与其压强、体积、物质量和温度之间的关系。
2. 理想气体的内能与温度有何关系？理想气体的内能与温度成正比，即U ∝ T。
当温度升高时，理想气体的内能也会增加。
3. 理想气体的等温过程与绝热过程有何区别？等温过程是指在恒定温度条件下进行的热力学过程，绝热过程是指在没有热量交换的情况下进行的热力学过程。
在等温过程中，气体的温度保持不变，而在绝热过程中，气体的内能保持不变。
第三章：热力学第二定律1. 热力学第二定律的表述是什么？它有哪些等效表述？热力学第二定律的表述是热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
它有三个等效表述：卡诺定理、克劳修斯不等式和熵增原理。
热力学基础
热力学基础习 题一、单选题1、一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同体积的终态，在绝热过程中的压强0p ∆与等温过程中的压强T p ∆的关系为（ ）A. T p p ∆<∆0B. T p p ∆>∆0C. T p p ∆=∆0D. 无法确定 2、系统的状态改变了，其内能值则（ ）A. 必定改变B. 必定不变C. 不一定改变D. 状态与内能无关3、将20g 的氦气（理想气体，且RC 23V =）在不与外界交换热量情况下，从17℃升至27℃，则气体系统内能的变化与外界对系统作的功为（ ）A.J 1023.62⨯=∆E ，J 1023.62⨯=A B.J 1023.62⨯=∆E ，J 1023.63⨯=AC. J 1023.62⨯=∆E ，0=A D. 无法确定4、将温度为300 K ，压强为105Pa 的氮气分别进行绝热压缩与等温压缩，使其容积变为原来的1/5。
则绝热压缩与等温压缩后的压强和温度的关系分别为（ ）A. 等温绝热P P >，等温绝热T T > B.等温绝热P P <， 等温绝热T T > C.等温绝热P P <，等温绝热T T > D.等温绝热P P >，等温绝热T T <5、质量为m 的物体在温度为T 时发生相变过程（设该物质的相变潜热为λ），则熵变为（ ）A. T m S λ=∆ B.Tm S λ>∆C.Tm S λ<∆D. 0=∆S6、质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历不同的过程，使其体积增加一倍，然后又回到初态，则（ ）A. 内能最大B. 内能最小C. 内能不变D. 无法确定7、一定量的理想气体，经历某一过程后，温度升高了。
则根据热力学定律可以断定为：（1）该理想气体系统在此过程中吸热；（2）在此过程中外界对该理想气体系统作正功；（3）该理想气体系统的内能增加了；（4）在此过程中理想气体系统从外界吸热，又对外作正功。
《大学物理》热力学基础练习题及答案解析
《大学物理》热力学基础练习题及答案解析一、简答题：1、什么是准静态过程?答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。
2、从增加内能来说，做功和热传递是等效的。
但又如何理解它们在本质上的差别呢?答：做功是机械能转换为热能，热传递是热能的传递而不是不同能量的转换。
3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化?答：可以吸热仅使其内能变化，只要不对外做功。
比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度；不能吸热使内能不变，否则违反了热力学第二定律。
4、有人认为：“在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会改变。
”此说法对吗? 为什么?答：不对。
对外做功，则内能减少，温度降低。
5、分别在Vp-图、Tp-图上，画出等体、等压、等温和绝热过程的曲线。
V-图和T6、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同。
答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
两者之间的关系为R C C v p +=7、什么是可逆过程与不可逆过程答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。
8、简述热力学第二定律的两种表述。
答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。
克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
9、什么是第一类永动机与第二类永动机?答案：违背热力学第一定律（即能量转化与守恒定律）的叫第一类永动机，不违背热力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机。
第 1章 化学热力学基础习题解答(一)
根据反应 ，该反应的标准摩尔焓就是CH3COOH（l）的标准摩尔燃烧焓［变］，而
7.关于热力学第二定律，下列说法不正确的是（D）
A .第二类永动机是不可能制造出来的
B.把热从低温物体传到高温物体，不引起其他变化是不可能的
C.一切实际过程都是热力学不可逆过程
2.热力学能是系统的状态函数，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）
A．ΔU=0B.ΔU＞0C.ΔU＜0
U2=U1，U2—U1=0
3.对于封闭系统来说，当过程的始终态确定后，下列各项中（A）无确定值。
A. QB. Q+WC.W (当Q=0时)D.Q (当W=0时)
2. 的应用条件是恒容；W/=0；封闭系统。
3.已知反应
（i）
(ii)
则反应（iii） 的 为206.2kJ﹒mol-1。
反应（iii）=反应(ii)—反应（i）
4.已知298.15K时C2H4（g）、 及 的标准摩尔燃烧焓［变］ （298.15K）分别为-1411 ，-1560 及-285.8 ，则 反应的标准摩尔焓［变］ 为-136.8 kJ﹒mol-1。
第1章化学热力学基础（一）
一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）
1.系统的下列各组物理量中都是状态函数的是（C）
A.T,P,V,QB.m,Vm,Cp,ΔVC.T,P,V, nD.T,P,U,W
原因：A中T,P,V是，Q不是，是过程量；B中Vm,Cp是，m不是，ΔV是状态函数的
变化，D中T,P,U是，W不是
的燃烧反应就是 的生成反应
4.反应 的标准摩尔焓［变］ （T）即是 的标准摩尔生成焓［变］ （T）。（×）
2.化学热力学基础
习 题二一、选择题（将正确答案序号填在括号内） 1．下列叙述正确的是（ ）a.0<∆θm r G 的反应一定能自发进行； b.应用Γess 定律不仅可以计算θm r H ∆，还可以计算θm r G ∆，θm r S ∆等；c.对于0>∆θm r S 的反应，标准状态下低温时均能正向自发进行； d.指定温度下，元素稳定单质的0,0,0==∆=∆θθθm m f m f S G H 。
2．对pQ H =∆，下列叙述中正确的是（ ）a.因为p Q H =∆，所以Q P 也有状态函数的性质；b.因为p Q H =∆，所以焓可被认为是体系所含的热量；c.因为pQ H =∆，所以定压过程中才有焓变H ∆；d.在不做非体积功条件下，定压过程体系所吸收的热量，全部用来增加体系的焓值。
3．下列各物质中，稳定的单质是（ ）a.C （金刚石）b.S(1)c.Br 2(1)d.Hg(s)4．反应N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g),298K 时，12.87-⋅-=∆mol kJ U m r ，则该反应的mr H ∆值为（ ）kJ·mol -1a.-87.2b.-92.2c.-82.2d.-4.9 5．已知反应：（1）H 2(g)+Br 2(1)=2HBr (g) 180.721,-⋅-=∆mol kJ H m r ϑ（2）N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g) （3）NH 3（g ）+HBr (g)=NH 4Br (s) 132.1883,-⋅-=∆mol kJ H m r θ则NH 4Br (s)的标准摩尔生成热为θm f H ∆（ ）kJ·mol -1a.-270.83b.270.83c.-176.20d.176.20 6．下面哪个反应表示()s AgBr H H m f m r θθ∆=∆的反应？（ ） a.Ag +(aq)+Br -(aq)=AgBr(s) b.2Ag(s)+Br 2(g)=2AgBr(s)c.()()()s AgBr Br s Ag =+1212 d.()()()s AgBr g Br s Ag =+2217．下面哪个反应表示()124.394,-⋅-=∆mol kJ g CO G m f θ？a.C （石墨）+O 2（g ）=CO 2(g)b.C （金刚石）+O 2(g)=CO 2(g)c. d.C 石墨）+O 2（g ）=CO 2(1)8．乙烯的标准摩尔燃烧热是-1411kJ·mol -1,H 2O(1)的标准摩尔蒸发热是44kJ·mol -1,则反应：C 2H 4(g)+3O 2(g)=2CO 2(g)+2H 2O(g)的θm r H ∆等于（ ）kJ·mol -1122.922,-⋅-=∆molkJ H m r θ()()()g CO g O g CO 2221=+a.-1367b.-1323c.1455d.1499 9．标准摩尔熵θm S 的大小顺序为（ ）a.Cl 2O(g)<Br 2(g)<Cl 2(g)<F 2(g)<H 2(g)b.Br 2(g)>Cl 2O(g)>Cl 2(g)>F 2(g)>H 2(g)c.H 2(g)<F 2(g)<Cl 2(g)<Br 2(g)<Cl 2O(g)d.Br 2<Cl 2O(g)<Cl 2(g)<F 2(g)<F 2(g)<H 2(g)10．关于吉布斯自由能，下列叙述正确的是（ ）a.373K ，101.3kpa 的水变为同温同压的水蒸气，无论经历什么途径，该变化的0=∆G ；b.某一化学反应，其0<∆m r H ，则其m r G ∆值一定小于零；c.一个自发进行的反应，体系吉布斯自由能的减少等于体系对环境所作的最大功；d.一个反应的m r G ∆值越负，则该反应的速度愈大。
大学物理 第6章 练习答案
第六章 热力学基础练 习 一一. 选择题1. 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后（ A ） (A) 温度不变，熵增加； (B) 温度升高，熵增加；(C) 温度降低，熵增加； (D) 温度不变，熵不变。
2. 对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作做的功三者均为负值。
（ C ） (A) 等容降压过程； (B) 等温膨胀过程； (C) 等压压缩过程； (D) 绝热膨胀过程。
3. 一定量的理想气体，分别经历如图1(1)所示的abc 过程(图中虚线ac 为等温线)和图1(2)所示的def 过程(图中虚线df 为绝热线) 。
判断这两过程是吸热还是放热：（ A ） (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def 过程都吸热； (D) abc 过程def 过程都放热。
4. 如图2，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态B(A p =B p )，则无论经过的是什么过程，系统必然（ B ） (A) 对外做正功； (B) 内能增加； (C) 从外界吸热； (D) 向外界放热。
二.填空题1. 一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统不随时间变化的三个宏观量是P V T ，而随时间变化的微观量是每个分子的状态量。
2. 一定量的单原子分子理想气体在等温过程中，外界对它做功为200J ，则该过程中需吸热__-200__ ___J 。
3. 一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J ，气体向外界放热620J ，则气体的内能 减少，(填增加或减少)，21E E = -380 J 。
4. 处于平衡态A 的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B ，将从外界吸热416 J ，若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸热582 J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中系统对外界所做的功为 582-416=166J 。
【无机化学试题及答案】第二章 化学热力学基础
第二章化学热力学基础一、填空题1，热力学第一定律的数学表达式为；若不做非体积功，热力学第一定律可表示为。
2，在物理量H ，S ，G ，Q ，W ，T ，p 中，属于状态函数的是，与过程有关的量是______；在上述状态函数中，属于强度性质的是。
3，在温度T 时，参考单质的标准摩尔生成焓，标准摩尔生成吉布斯函数，标准摩尔熵。
4，反应2AB(s)B (g)＋AB 3(s)在298.15 K 、标准状态下正向自发进行，由此可判断该反应的(298.15 K)，(298.15 K)，(298.15 K)，若升高温度，反应正向进行的程度。
5，(NaCl, s, 298.15 K)称为，其SI 单位为。
6，2(H O, g, 298.15 K)称为，其SI 单位为。
7，2(O , g, 298.15 K)称为，其SI 单位为。
二、是非题1，虽然温度对r m H ∆和r m S ∆的影响较小，但温度对r m G ∆的影响却较大。
2，由于r m ,0p w H Q '=∆=，而H 是状态函数，因此,0p w Q '=也是状态函数。
3，r m S ∆＞0的反应在等温、等压下均能自发进行。
4，对于任何物质，焓和热力学能的相对大小为H U ＞。
5，298.15 K 时，2H (g)的标准摩尔燃烧焓等于2H O(g)的标准摩尔生成焓。
6，由于Q 和W 与过程有关，因此Q ＋W 也与过程有关。
7，对于同一化学反应，r m ()H T ∆必定大于r m ()U T ∆。
8，等温等压不做非体积功的条件下，一切吸热且熵减小的反应，均不能自动进行。
9，反应21CO(g)+O (g)22CO (g)的标准摩尔焓变即为2CO (g)的标准摩尔生成焓。
10，化学反应的摩尔焓变就是反应热。
三、问答题1，化学反应的r m G ∆与有何不同？2，如果系统放热，其热力学能是否一定减少？ 3，Hess 定律的内容如何？它能解决什么问题？ 4，什么叫标准摩尔生成焓？如何利用标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变？写出有关的计算公式。
大学物理热力学基础知识点及试题带答案
热力学基础一、基本要求1. 理解功、热量及准静态过程的概念。
2. 掌握热力学第一定律，能分析计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量；理解循环过程概念及卡诺循环的特征，并能计算效率和致冷系数。
3. 了解可逆过程、不可逆过程及卡诺定理。
4. 了解热力学第二定律及其统计意义。
二、主要内容1. 准静态过程：过程进行的每一时刻，系统的状态都无限接近平衡态。
准静态过程可以用状态图上的曲线表示。
2. 热力学第一定律（1） 热力学第一定律的数学表达式Q=E 2 - E 1 +Ｗ对微分过程为dQ=dE +d Ｗ热力学第一定律的实质是能量守恒与转换定律在热现象中的应用，其内容表示系统吸收的热量一部分转换为系统的内能，一部分对外做功。
（2） 准静态过程系统对外做功：d Ｗ=pd Ｖ ，Ｗ=⎰12V V pd Ｖ（3） 热量：系统和外界之间或两个物体之间由于温度不同而交换的热运动量，热量也是过程量。
一定摩尔的某种物质，在某一过程中吸收的热量，)(C m12m c,T T M Q -=（4） 摩尔热容：1mo1物质温度变化1K 所吸收或放出的热量，定义式为 dTＱd m,=m c C 其中m 为1mo1 物质吸热。
摩尔定容热容：ＣV , m =摩尔定压热容：Ｃp, m =理想气体的摩尔热容：ＣV, m =，Ｃp, m =Ｃp, m =ＣV, m + 摩尔热容比：=3. 热力学第一定律对理想气体等值过程和绝热过程的应用，详见表1 表1 d =0 =恒量=恒量p =恒量mmmM m Ｔ1nMm Ｔ1nＣV, m =Ｃp, m =4. 循环过程（1）循环过程的特征是E =0热循环：系统从高温热源吸热，对外做功，向低温热源放热，致效率为== 1—致冷循环：系统从低温热源吸热，接受外界做功，向高温热源放热，致冷系数为==（2）卡诺循环：系统只和两个恒温热源进行热交换的准静态循环过程。
卡诺热机的效率为= 1—卡诺致冷机的致冷系数为三、习题与解答1、 如图所示，一定量的空气，开始在状态A ，其压强为2.0×105Pa ，体积为2.0 ×10－3m 3 ，沿直线AB 变化到状态B 后，压强变为1.0 ×105Pa ，体积变为3.0 ×10－3m 3 ，求此过程中气体所作的功.解 S ABCD ＝1/2(BC ＋AD)×CD 故 W ＝150 J2、 汽缸内储有2.0mol 的空气，温度为27 ℃，若维持压强不变，而使空气的体积膨胀到原体积的3倍，求空气膨胀时所作的功. 解 根据物态方程11RT pV v =, 则作功为()J 1097.92231112⨯===-=RT pv V V p W v3、64g 氧气（可看成刚性双原子分子理想气体）的温度由0℃升至50℃，〔1〕保持体积不变；(2)保持压强不变。
第3章-化学热力学基础-习题及全解答
第 3 章化学热力学基础1．状态函数的含义及其基本特征是什么？T、p、V、△ U、△ H、△ G、S、G、Q p、Q u、Q、W、W e最大中哪些是状态函数？哪些属于广度性质？哪些属于强度性质？答：状态函数的含义就是描述状态的宏观性质，如T、p、V、n、m、ρ等宏观物理量，因为体系的宏观性质与体系的状态之间存在对应的函数关系。
状态函数的基本特点如下：（1）在条件一定时，状态一定，状态函数就有一定值，而且是唯一值。
（2）条件变化时，状态也将变化，但状态函数的变化值只取决于始态和终态，与状态变化的途径无关。
（3）状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函数。
其中T、p、V、S、G是状态函数，V、S、G、H、U属于广度性质（具有加和性），T、p 属于强度性质。
2．下列叙述是否正确？试解释之。
（1）Q p=△H，H是状态函数，所以 Q p也是状态函数；（2）化学计量数与化学反应计量方程式中各反应物和产物前面的配平系数相等；（3）标准状况与标准态是同一个概念；（4）所有生成反应和燃烧反应都是氧化还原反应；（5）标准摩尔生成热是生成反应的标准摩尔反应热；（6）H2O（l ）的标准摩尔生成热等于H2（g）的标准摩尔燃烧热；（7）石墨和金刚石的燃烧热相等；（8）单质的标准生成热都为零；（9）稳定单质的△ f H m、S m、△f G m均为零；（10）当温度接近绝对零度时，所有放热反应均能自发进行。
（11 ）若△ r H m和△ r S m都为正值，则当温度升高时反应自发进行的可能性增加；（12 ）冬天公路上撒盐以使冰融化，此时△r G m值的符号为负，△ r S m值的符号为正。
答：（1）错。
虽然H是状态函数，△ H并不是状态函数，所以Qp 当然不是状态函数；。
（2）错。
因为反应物的化学计量数为负，与反应计量方程式中反应物前面为正的系数不相等；（3）错。
如气体的标准状况是指0℃和101.325KPa 条件，而标准态对温度没有限定；（4）错。
大学化学基础课后习题答案工科
13.实验测得下反应：A(g)+B(g)→产物，对A为一级反应，B 为二级反应，在某温度下的速率常数为0.05mol-2L-2s-1。
解: (1) 三级 （2） ν = kAB2 = 0.05×0.1×（0.05）2 =
1.25×10-5 mol/L
第3章 溶液和水溶液中的离子平衡
9. 知HClO的电离常数Ka=2.95×10-8，计算 0.05mol·dm-3 HClO溶液中的[H+]、[ClO-]及电离度。
解：由于
c 0.05mol / L Ka 2.95108 400 则可用以下公式进行近似计算
H c K c
H 2.95108 0.05
[H ] 3.84105
[ClO ] [H ] 3.84105 mol / L
)
3
(393.5)
0
0
2
(824.2)
467.9kJ / mol
r Sm (298.15K ) 3 (213.64) 4 27.28 3 5.74 2 87.4
558J mol1 K 1
要使反应自发进行，则
rGm r Hm (298.15K) TrSm(298.15K) 0 467.9kJ / mol T 558J mol1 K 1 103 0
[ Ag ]
Ksp
[CrO4 ]
91012 3105 mol / L 0.01
故Cl-先沉淀
第6章 电化学原理及其应用
12.
解： 由题意得：
K
[A2 ]3 [B3 ]2
热力学基础计算题 答案
热力学基础计算题答案热力学基础计算题-答案《热力学基础》计算题答案全1.温度为25℃、应力为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积收缩至原来的3倍．(普适气体常量r＝8.31j?mol?k，ln3=1.0986)(1)计算这个过程中气体对外所作的功．(2)假若气体经绝热过程体积收缩为原来的3倍，那么气体对外并作的功又就是多少？求解：(1)等温过程气体对外作功为3v03v0?1?1w?v0?pdv?v0?rtdv?rtln32分v=8.31×298×1.0986j=2.72×103j2分(2)绝热过程气体对外作功为3v03v0w?v0?pdv?pv?v00v0dv3111?31p0v0?rt2分后11＝2.20×103j2分2.一定量的单原子分子理想气体，从初态a启程，p(105pa)沿图示直线过程变到另一状态b，又经过等容、等压两过程回到状态a．b(1)谋a→b，b→c，c→a各过程中系统对3外所写的功w，内能的增量?e以及所稀释的热2量q．(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以ac1及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．3?3v(10m)解：(1)a→b：o1w1?(pb?pa)(vb?va)=200j．212δe1=??cv(tb－ta)=3(pbvb－pava)/2=750jq=w1+δe1＝950j．3分后b→c：w2=0δe2=??cv(tc－tb)=3(pcvc－pbvb)/2=－600j．q2=w2+δe2＝－600j．2分c→a：w3=pa(va－vc)=－100j．e3cv(tatc)3(pavapcvc)150j．2q3=w3+δe3＝－250j3分(2)w=w1+w2+w3=100j．q=q1+q2+q3=100j2分3.0.02kg的氦气(视作理想气体)，温度由17℃晋升为27℃．若在高涨过程中，(1)体积维持维持不变；(2)应力维持维持不变；(3)不与外界互换热量；先行分别谋弗勒利歇尔体内能够的发生改变、稀释的热量、外界对气体所作的功．(普适气体常量r=8.31j?molk)求解：氦气为单原子分子理想气体，i?3(1)等体过程，v＝常量，w=0据q＝?e+w可知q??e??1?1mcv(t2?t1)＝623j3分后mmol(2)定压过程，p=常量，q?mcp(t2?t1)=1.04×103jmmol?e与(1)相同．w=qe＝417j4分(3)q=0，?e与(1)同w=??e=?623j(负号表示外界作功)3分4.一定量的某单原子分子理想气体上装在半封闭的汽缸里．此汽缸存有可以活动的活塞(活塞与气缸壁之间并无摩擦且并无漏气)．未知气体的初应力p1=1atm，体积v1=1l，现将该气体在等温下冷却直至体积为原来的两倍，然后在等体积下冷却直至应力为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直至温度上升到初梅年才，(1)在p－v图上将整个过程则表示出．(2)试求在整个过程中气体内能的改变．(3)试求在整个过程中气体所稀释的热量．(1atm＝1.013×105pa)(4)试求在整个过程中气体所作的功．解：(1)p－v图如右图.2分p(atm)(2)t4=t1?e＝02分(3)(4)w＝q＝5.6×102j2分o15.1mol双原子分子理想气体从状态a(p1,v1)沿p?v图所p而立直线变化至状态b(p2,v2)，试求：(1)气体的内能增量．(2)气体对外界所作的功．(3)气体稀释的热量．(4)此过程的摩尔热容．(摩尔热容c=?q/?t，其中?q则表示1mol物质在过程中增高温度?t时所稀释的热量．)mmcp(t2?t1)?cv(t3?t2)mmolmmol53?p1(2v1?v1)?[2v1(2p1?p1)]2211p1v1＝5.6×102j4分?2q?21t1t3t2t4v(l)2p2p1oabv1v2v解：(1)?e?cv(t2?t1)?(2)w?5(p2v2?p1v1)2分21(p1?p2)(v2?v1)，21(p2v2?p1v1)．3分2w为梯形面积，根据相似三角形有p1v2=p2v1，则w?(3)q=δe+w=3(p2v2－p1v1)．2分后(4)以上计算对于a→b过程中任一微小状态变化均成立，故过程中δq=3δ(pv)．由状态方程得δ(pv)=rδt，故δq=3rδt，摩尔热容c=δq/δt=3r．3分6.存有1mol刚性多原子分子的理想气体，原来的应力为1.0atm，温度为27℃，若经过一绝热过程，并使其应力减少至16atm．试求：(1)气体内能的增量；(2)在该过程中气体所作的功；(3)终态时，气体的分子数密度．(1atm=1.013×105pa，玻尔兹曼常量k=1.38×10-23jk-1,普适气体常量r=8.31jmol-1k-1)解：(1)∵刚性多原子分子i=6，??i?2?4/31分i??1?∴t2?t1(p2/p1)e(m/mmol)600k2分后(2)∵绝热w=－δe=－7.48×103j(外界对气体作功)2分(3)∵p2=nkt2∴n=p2/(kt2)=1.96×1026个/m33分1ir(t2?t1)?7.48?103j2分后27.如果一定量的理想气体，其体积和压强依照v?a/p的规律变化，其中a为已知常量．试求：(1)气体从体积v1膨胀到v2所作的功；(2)气体体积为v1时的温度t1与体积为v2时的温度t2之比．求解：(1)dw=pdv=(a2/v2)dvw?dwv2v1(a2/v2)dv?a2(11?)2分v1v2(2)∵p1v1/t1=p2v2/t2∴t1/t2=p1v1/(p2v2)由v1?a/p1，v2?a/p2得p1/p2=(v2/v1)2∴t1/t2=(v2/v1)2(v1/v2)=v2/v13分后8.汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比e1∶e2＝？1)irt,pv?(m/mmol)rt2分后mol21得e?ipv211变化前e1?ip1v1，变化后e2?ip2v22分22绝热过程p1v1??p2v2?解：据e?(m/m即题设p2?(v/v)?12?p2/p13分11p1，则(v1/v2)??2211/?即v1/v2?()2∴1?1111/?e1/e2?ip1v1/(ip2v2)?2?()?2??1.223分后22219.2mol氢气(视作理想气体)已经开始时处在标准状态，后经等温过程从外界汲取了400j的热量，达至末态．谋末态的应力．(普适气体常量r=8.31jmol-2k-1)求解：在等温过程中，δt=0q=(m/mmol)rtln(v2/v1)得lnvv2?1q?0.0882(m/mmol)rt即v2/v1=1.093分末态应力p2=(v1/v2)p1=0.92atm2分后10.为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2j，必须传给气体多少热量？求解：等压过程w=pδv=(m/mmol)rδt1分后11ir?t?iw1分22双原子分子i?51分1∴q??e?w?iw?w?7j2分后2?e?(m/mmal)11.两端半封闭的水平气缸，被一连动活塞平分成左右两室，每室体积均为v0，其中器皿温度相同、应力均为p0的同种理想气体．现维持气体温度维持不变，用外力缓慢移动活塞(忽略摩擦)，并使左室气体的体积收缩为右室的2倍，问外力必须并作多少功？为了并使刚性双原子分子理想气体在等温收缩过程中对外作功2j，必须托付给气体多少热量？外力解：设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用w1、w2表示，外力作功用w′表示．由题知气缸总体积为2v0，左右两室气体初态体积均为v0，末态体积各为4v0/3和2v0/3.1分后据等温过程理想气体做功：w=(m/mmol)rtln(v2/v1)得w1?p0v0ln4v04?p0v0ln3v032v2得w2?p0v0ln0?p0v0ln2分3v03429?ln)?p0v0ln2分后338现活塞缓慢移动，促进作用于活塞两边的力应成正比，则w’+w1=－w2ww1?w2??p0v0(ln12.一定量的理想气体，从a态出发，经p－v图中所示的过p(105pa)程抵达b态，试求在这过程中，该气体稀释的热量．.ac42db1解：由图可得o258v(m3)5a态：pava?8×10jb态：pbvb?8×105j∵pava?pbvb，根据理想气体状态方程所述ta?tb?e=03分根据热力学第一定律得：q?w?pa(vc?va)?pb(vb?vd)?1.5?10j2分13.如图，体积为30l的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动6的活塞（活塞的质量和厚度可以忽略），容器内盛存有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压黎允文1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达至均衡时需向外吸热多少？（普适气体常量r=8.31jmol-1k-1）－3活塞解：开始时气体体积与温度分别为v1=30×103m，t1＝127＋273＝400k∴气体的应力为p1=rt1/v1=1.108×105pa大气压p0=1.013×105pa，p1>p0可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一个阶段等体降温，直至气体压强p2=p0，此时温德博瓦桑县t2，吸热q1；第二个阶段等温降温，直到温度t3=t0=27＋273=300k，吸热q2(1)q1?cv(t1?t2)?3r(t1?t2)2t2?(p2/p1)t1?365.7k∴q1=428j5分(2)q2?cp(t2?t3)?∴总计放热q=q1+q2=1.79×103j5分后5r(t2?t3)=1365j2。
热力学计算题(50题)
热力学计算题(50题)本文包含了50个热力学计算题的答案，分别为：1. 在1 atm下，如果1 L液态H2O沸腾，则液态H2O的温度是多少？答案：100℃2. 在标准状况下，1摩尔理想气体的体积是多少?答案：22.4 L3. 1升液态水的密度是多少？答案：1千克/升4. 一摩尔甲烷气体在标准状况下的热力学能是多少?答案: -74.8 kJ / mol5. 1升的理想气体在标准大气压下的焓(molar enthalpy)是多少？答案: -295 kJ / mol6. 一升20℃的空气有多少质量？答案：1.2 g7. 一升空气，温度为25℃，压力为1 atm，含有多少氧气分子？答案：其中氧气分子数量为 1.2 × 10^228. 一升CO2气体的温度为298K时，压力是多少？答案: 37.96 atm9. 如果一个物体的热容为25 J/℃，它受热 80℃，所吸收的热量是多少？答案：2000 J10. 摩尔热容是15 J/mol·K的氧气气体在1 atm下被加热10 K 会发生多少变化?答案：1.5 J11. 一个物体被加热10 J，它受热前的温度是20℃，它后来的温度是多少℃？答案：受热后的温度为 73.53℃12. 对于固体氧气（O2），如果将它从25℃加热到50℃，需要消耗多少热量？答案：340 J/mol13. 一升液态水被加热 100℃，需要吸收多少热量？答案：4184 J14. 一克液态水被加热 1℃，需要吸收多少热量？答案：4.18 J15. 对于CO2气体（1 mol），在1 atm和273 K下，它的物态方程是什么？答案：pV = (1 mol)(8.21 J/mol·K)(273 K)16. 用50 J的热量加热1升冷却水可能使它的温度升高多少℃？答案：温度可能升高 10℃17. 如果把长度为10 cm、质量为20 g的铝棒从25℃加热到175℃，需要多少热量？答案：252 J18. 对于一个摩尔二氧化碳气体，如果把压力从1 atm减小到0.75 atm，需要释放多少热量？答案：-495 J19. 对于1摩尔理想气体，如果把温度从200 K增加到1000 K，并保持其体积不变，则需要吸收多少热量？答案：23.32 kJ20. 一个系统吸收 250 J 的热量，释放50 J的热量，系统的内能的变化是多少？答案：200 J21. 对于一个物体，如果它从25℃升高到50℃，则它的热动能将变为原来的几倍？答案：1.5倍22. 一瓶500 g的汽水在室温下是10℃，如果将汽水加热到37℃，需要吸收多少热量？答案：目标温度需要吸收 8725 J 的热量23. 在25℃下，一块金属的热容容值是25 J/K，其体积是1 cm^3，密度为6.5 g/cm^3，求其热导率。
第9章 热力学基础习题解答
第9章 热力学基础习题解答9-1 1mol 单原子分子理想气体，在4 atm 、27℃时体积1V =6L ，终态体积2V =12L 。
若过程是：（1）等温；（2）等压；求两种情况下的功、热量及内能的变化。
解：（1）等温过程：0=∆E12/ln 2121V V RT dV VRTpdV A Q V V V V T T νν====⎰⎰17282ln 30031.8=⨯=（J ）（2）等压过程：36472/)(32/12=-=∆=∆V V p T iR E ν（J ） 2431)(12=-=V V p A （J ） 6078=+∆=A E Q P （J ）9-2 1mol 单原子分子理想气体从300 K 加热到350 K 。
（1）体积保持不变；（2）压强保持不变；在这两过程中系统各吸收了多少热量？增加了多少内能？气体对外做了多少功？解：（1）等体过程：0=V A3.6232/5031.832/=⨯⨯=∆=∆=T iR E Q V ν（J ）（2）等压过程：5.4155031.8)(12=⨯=∆=-=T R V V p A （J ） 10395.4153.623=+=+∆=A E Q P （J ） 9-3 将400 J 的热量传给标准状态下的2mol 氢气。
（1）若温度不变，氢气的压强、体积各变为多少？（2）若压强不变，氢气的温度、体积各变为多少？（3）若体积不变，氢气的温度、压强各变为多少？哪一过程中它做功最多？为什么？哪一过程中内能增加最多？为什么？解：（1）8.4410013.127331.82500=⨯⨯⨯==p RT V ν(L)等温过程：01/ln V V RT Q T ν= 9.4827331.82400exp8.44exp01=⨯⨯==RTQV V ν(L)916.09.48/8.44/1001===V V p p （atm ）＝9.27×104（Pa ） （2）等压过程：)(02T T C Q P P -=ν 9.2792732/31.87240002=+⨯⨯=+=T C QT Pν（K ）9.45273/8.449.279/0022=⨯==T V T V (L) （3）等体过程：)(03T T C Q V V -=ν 6.2822732/31.85240003=+⨯⨯=+=T C QT Vν（K ）55003310049.1273/10013.16.282/⨯=⨯⨯==T p T p （Pa ）等温过程做功最多，因为热量全部转化为功。
热工基础试题及答案
热工基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - W2. 下列哪一项不是热力学系统状态参数？A. 温度B. 压力C. 体积D. 热量3. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. P = ρRT/VC. PV = mRD. PV = RT4. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是：A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以完全转化为功D. 热量不能完全转化为功5. 传热的基本方式有：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 对流、辐射、蒸发D. 导热、对流、扩散二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
7. 解释什么是熵，并简述熵增原理。
8. 描述导热、对流和辐射三种传热方式的特点。
三、计算题（每题25分，共50分）9. 一个理想气体在等压过程中，从状态1（P1=100 kPa, V1=0.5 m³）变化到状态2（V2=1.5 m³）。
如果气体的摩尔质量为28 g/mol，求该过程中气体的温度变化。
10. 一个长方体固体（尺寸为0.5 m × 0.3 m × 0.2 m），材料的导热系数为50 W/m·K，初始温度为20°C。
当固体的底面被加热到100°C时，求经过30分钟后，固体顶面的温度。
答案一、选择题1. A2. D3. A4. D5. A二、简答题6. 热力学第一定律，即能量守恒定律，表述为系统内能的变化等于系统吸收的热量与对外做功的代数和。
第二定律表述为不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响，或不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体。
7. 熵是热力学系统无序度的量度，是一个状态函数。
第一章-热力学第一、二定律试题及答案
第一章 热力学第一定律一、选择题1．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。
2．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。
3．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar, CO 2, NH 3中的一种，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（ ）(A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 34．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol -1，CO 2(g)和H 2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol -1和-286 kJ·mol -1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ ）(A) 2839 kJ·mol -1 (B) -2839 kJ·mol -1 (C) 171 kJ·mol -1 (D) -171 kJ·mol -15．已知反应)()(21)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m r θ∆，下列说法中不正确的是（ ）。
(A).)(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). )(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C). )(T H m r θ∆是负值 (D). )(T H m r θ∆与反应的θm r U ∆数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ ）(A) T , P, n (B) U m , C p, C V(C) ΔH, ΔU, Δξ (D) V m , ΔH f,m (B), ΔH c,m (B)7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ ）(A) Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 (B) Q=0 ΔH<0 ΔP> 0 ΔT>0(C) Q>0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT<0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠08．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) →H 2O(l)的热效应为ΔH ，下面说法中不正确的是（ ）(A) ΔH 是H 2O(l)的生成热 (B) ΔH 是H 2(g)的燃烧热(C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D) ΔH 与ΔH θ数值相等9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（ ）(A) μJ-T > 0 (B) μJ-T < 0 (C) μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ-T 的数值10．某气体的状态方程为PV=RT+bP(b>0)，1mol 该气体经等温等压压缩后其内能变化为（ ）(A) ΔU>0 (B) ΔU <0 (C) ΔU =0 (D) 该过程本身不能实现11．均相纯物质在相同温度下C V > C P的情况是（）(A) (∂P/∂T)V<0 (B) (∂V/∂T)P<0(C) (∂P/∂V)T<0 (D) 不可能出现C V>C P12．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是（）(A) T可逆> T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆(B) T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆(C) T可逆< T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆(D) T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆13．1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽：(1)等温可逆蒸发，(2)真空蒸发。
第9章 热力学 (习题、参考答案)
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. 1. 内能 E 仅为温度T 功 在p —V 热量 2. 3. （1）(2) 系统吸收的热量 12M P m o lP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1）绝程在V—T a 和由初态a ′cb b ，如P （Ａ）Q 1＜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＜Q 2 ［ ］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 ）n n 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）。
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《热力学基础》计算题答案全1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R ＝ 1--⋅⋅K mol J 1，ln 3=(1) 计算这个过程中气体对外所作的功．(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少 解：(1) 等温过程气体对外作功为⎰⎰===333ln d d V V V V RT V VRTV p W 2分 =×298× J = ×103J 2分(2) 绝热过程气体对外作功为V VV p V p W V V V V d d 03003⎰⎰-==γγRT V p 1311131001--=--=--γγγγ 2分 ＝×103J 2分2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ．(1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量?E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ．ΔE 1=??C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 JQ =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分B →C ： W 2 =0ΔE 2 =??C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ．Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(23)(3-=-=-=∆C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分(2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ．Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分1 23 1 2OV (10-3 m 3)5 A BC3. 0.02 kg 的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．(普适气体常量R = 11K mol J --⋅)解：氦气为单原子分子理想气体，3=i (1) 等体过程，V ＝常量，W =0据 Q ＝?E +W 可知)(12T T C M ME Q V mol-=∆=＝623 J 3分 (2) 定压过程，p = 常量， )(12T T C M MQ p mol-==×103 J ?E 与(1) 相同．W = Q ???E ＝417 J 4分(3) Q =0，?E 与(1) 同W = ??E=?623 J (负号表示外界作功) 3分 4. 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p 1=1atm ，体积V 1=1L ，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止， (1) 在p －V 图上将整个过程表示出来．(2) 试求在整个过程中气体内能的改变．(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm ＝×105Pa)(4) 试求在整个过程中气体所作的功．解：(1) p －V 图如右图. 2分 (2) T 4=T 1?E ＝0 2分(3))()(2312T T C M MT T C M M Q V mol p mol -+-=???)]2(2[23)2(25111111p p V V V p -+-=?11211V p =＝×102 J 4分(4) W ＝Q ＝×102J 2分mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p ?V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求：(1) 气体的内能增量． (2) 气体对外界所作的功． (3) 气体吸收的热量．(4) 此过程的摩尔热容．(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)T 3 T 4 T 2T 11212 (L)p (atm)OBAOVp 1p p V 1V 2解：(1) )(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆2分 (2) ))((211221V V p p W -+=， W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则)(211122V p V p W -=． 3分 (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )． 2分(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中ΔQ =3Δ(pV )． 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ， 故 ΔQ =3R ΔT ，摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ． 3分6. 有1 mol 刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为 atm ，温度为27℃，若经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm ．试求：(1) 气体内能的增量； (2) 在该过程中气体所作的功； (3) 终态时，气体的分子数密度．( 1 atm= ×105 Pa ， 玻尔兹曼常量k=×10-23 J ·K -1,普适气体常量R = J ·mol -1·K -1)解：(1) ∵ 刚性多原子分子 i = 6，3/42=+=ii γ 1分 ∴ 600)/(11212==-γγp p T T K 2分3121048.7)(21)/(⨯=-=∆T T iR M M E mol J 2分 (2) ∵绝热W =－ΔE =－×103J (外界对气体作功)2分(3) ∵ p 2 = n kT 2∴n = p 2 /(kT 2 )=×1026 个/m 33分7. 如果一定量的理想气体，其体积和压强依照p a V /=的规律变化，其中a 为已知常量．试求：(1) 气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功；(2) 气体体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比．解：(1) d W = p d V = (a 2 /V 2)d V)11()/(2122221V V a dV V a dW W V V -===⎰⎰2分 (2) ∵ p 1V 1 /T 1 = p 2V 2 /T 2 ∴ T 1/ T 2 = p 1V 1 / (p 2V 2 ) 由11/p a V =，22/p a V =得 p 1 / p 2= (V 2 /V 1 )2∴ T 1/ T 2 = (V 2 /V 1 )2(V 1 /V 2) = V 2 /V 1 3分 8. 汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比 E 1∶E 2＝解：据iRT M M E mol 21)/(=, RT M M pV mol )/(= 2分 得 ipV E 21=变化前 11121V ip E =， 变化后22221V ip E = 2分绝热过程 γγ2211V p V p =即1221/)/(p p V V =γ3分题设 1221p p =， 则 21)/(21=γV V 即 γ/121)21(/=V V∴)21/(21/221121V ip V ip E E =γ/1)21(2⨯=22.1211==-γ3分9. 2 mol 氢气(视为理想气体)开始时处于标准状态，后经等温过程从外界吸取了 400 J的热量，达到末态．求末态的压强．(普适气体常量R =·mol -2·K -1)解：在等温过程中， ΔT = 0 Q = (M /M mol ) RT ln(V 2/V 1) 得0882.0)/(ln 12==RTM M QVVmol即 V 2 /V 1= 3分 末态压强 p 2 = (V 1 /V 2) p 1= atm 2分10. 为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2 J ，必须传给气体多少热量解：等压过程W = p ΔV =(M /M mol )R ΔT 1分内能增量 iW T iR M M E mal 2121)/(==∆∆ 1分 双原子分子5=i 1分∴ 721=+=+=∆W iW W E Q J 2分11.两端封闭的水平气缸，被一可动活塞平分为左右两室，每室体积均为V 0，其中盛有温度相同、压强均为p 0的同种理想气体．现保持气体温度不变，用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦)，使左室气体的体积膨胀为右室的2倍，问外力必须作多少功为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2 J ，必须传给气体多少热量 解：设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用W 1、W 2表示，外力作功用W ′表示．由题知气缸总体积为2V 0，左右两室气体初态体积均为V 0，末态体积各为4V 0/3和2V 0/3 .外力1分据等温过程理想气体做功： W =(M /M mol )RT ln(V 2 /V 1) 得 34ln 34ln0000001V p V V V p W == 得32ln 32ln0000002V p V V V p W == 2分 现活塞缓慢移动，作用于活塞两边的力应相等，则W’+W 1=－W 221W W W --=')32ln 34(ln00+-=V p 89ln 00V p = 2分12.一定量的理想气体，从A 态出发，经p －V 图中所示的过程到达B 态，试求在这过程中，该气体吸收的热量． .解：由图可得 A 态： =A A V p 8×105JB 态： =B B V p 8×105 J∵ B B A A V p V p =，根据理想气体状态方程可知B A T T =，?E = 0 3分根据热力学第一定律得：)()(D B B A C A V V p V V p W Q -+-==6105.1⨯= J 2分13. 如图，体积为30L 的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压强为1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少（普适气体常量 R = J ·mol -1·K -1）解：开始时气体体积与温度分别为 V 1 =30×10－3m 3，T 1＝127＋273＝400 K∴气体的压强为 p 1=RT 1/V 1 =×105Pa大气压p 0=×105Pa ， p 1>p 0可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一个阶段等体降温，直至气体压强p 2 = p 0，此时温度为T 2，放热Q 1；第二个阶段等压降温，直至温度T 3= T 0=27＋273 =300 K ，放热Q 2 (1) )(23)(21211T T R T T C Q V -=-= K∴ Q 1= 428 J 5分 (2) )(25)(32322T T R T T C Q p -=-==1365 J ∴ 总计放热 Q = Q 1 + Q 2 = ×103J 5分A CB Dp (105 Pa)O V (m 3)2 5814 活塞14.一定量的理想气体，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．(1 atm ＝×105Pa)解：(1) 气体对外作的功等于线段c a 下所围的面积 W ＝(1/2)×(1+3)××105×2×10?3J ＝ J3分(2) 由图看出 P a V a =P c V c ∴T a =T c 2分 内能增量 0=∆E ． 2分 (3) 由热力学第一定律得Q =E ∆ +W = J ． 3分15. 一定量的理想气体在标准状态下体积为 ×10?2 m 3，求下列过程中气体吸收的热量：(1) 等温膨胀到体积为 ×10?2m 3；(2) 先等体冷却，再等压膨胀到 (1) 中所到达的终态．已知1 atm= ×105Pa ，并设气体的C V = 5R / 2． 解：(1) 如图，在A →B 的等温过程中,0=∆T E ， 1分 ∴ ⎰⎰===2121d d 11V V V V T T V VV p V p W Q )/ln(1211V V V p = 3分 将p 1=×105Pa ，V 1=×10?2m 3和V 2=×10?2m 3代入上式，得 Q T ≈×102J 1分(2) A →C 等体和C →B 等压过程中 ∵A 、B 两态温度相同，∴ ΔE ABC = 0 ∴ Q ACB =W ACB =W CB =P 2(V 2－V 1)3分又 p 2=(V 1/V 2)p 1= atm 1分∴ Q ACB =××105×－×10?2 J ≈×102J 1分16. 将1 mol 理想气体等压加热，使其温度升高72 K ，传给它的热量等于×103 J ，求：(1) 气体所作的功W ； (2) 气体内能的增量E ∆； (3) 比热容比?．(普适气体常量11K mol J 31.8--⋅⋅=R )解：(1) 598===∆∆T R V p W J 2分(2)31000.1⨯=-=∆W Q EJ 1分(3) 11K mol J 2.22--⋅⋅==∆TQC p11K mol J 9.13--⋅⋅=-=R C C p V6.1==Vp C C γ 2分17. 一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为p 0=×106 Pa ，V 0=×100 1 2 3 12 3abcV (L)p (atm)1 p2 V V VA B C等温－3m 3，T 0 =300 K 的初态，后经过一等体过程，温度升高到T 1 =450 K ，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体摩尔热容之比C p / C V =5/3．求：(1) 该理想气体的等压摩尔热容C p 和等体摩尔热容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．(普适气体常量R = J·mol －1·K －1)解：(1) 由35=V pC C 和 R C C V p =-可解得 R C p 25= 和 R C V 23= 2分(2) 该理想气体的摩尔数 ==000RT Vp ν 4 mol在全过程中气体内能的改变量为 △E =??C V (T 1－T 2)=×103J 2分全过程中气体对外作的功为 011lnp p RT W ν= 式中 p 1 ∕p 0=T 1 ∕T 0则 30111006.6ln ⨯==T T RT W ν J ． 2分 全过程中气体从外界吸的热量为 Q = △E +W =×104J ． 2分18.如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环。