第一章 热力学第一定律 答案

第一章 热力学练习题参考答案一、判断题解答：1．错。

对实际气体不适应。

2．错。

数量不同，温度可能不同。

3．错。

没有与环境交换能量，无热可言；天气预报的“热”不是热力学概念，它是指温度，天气很热，指气温很高。

4．错。

恒压（等压）过程是体系压力不变并与外压相等，恒外压过程是指外压不变化，体系压力并不一定与外压相等。

5．错。

一般吸收的热大于功的绝对值，多出部分增加分子势能（内能）。

6．错。

例如理想气体绝热压缩，升温但不吸热；理想气体恒温膨胀，温度不变但吸热。

7．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0，U 、H 不变。

8．错，两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相组成不变系统才成立。

9．错，理想气体U = f (T )，U 与T 不是独立的。

描述一定量理想气体要两个独立变量。

10．第一个结论正确，第二个结论错，因Q+W ＝ΔU ，与途径无关。

11．错，Q V 、Q p 是过程变化的量、不是由状态决定的量，该式仅是数值相关而已。

在一定条件下，可以利用ΔU ，ΔH 来计算Q V 、Q p ，但不能改变其本性。

12．错，(1)未说明该过程的非体积功W '是否为零；(2)若W ' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变，而不是体系的焓。

13．对。

因为理想气体热力学能、焓是温度的单值函数。

14．错，这是水的相变过程，不是理想气体的单纯状态变化，ΔU > 0。

15．错，该过程的p 环 = 0，不是恒压过程，也不是可逆相变，吸的热，增加体系的热力学能。

吸的热少于30.87 kJ 。

16．错，在25℃到120℃中间，水发生相变，不能直接计算。

17．错，H = f (T ,p )只对组成不变的均相封闭系统成立，该题有相变。

18．错，Δ(pV )是状态函数的增量，与途径无关，不一定等于功。

19．错，环境并没有复原，卡诺循环不是原途径逆向返回的。

20．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。

如有摩擦的谆静态过程。

21．错，若有摩擦力(广义)存在，有能量消耗则不可逆过程，只是准静态过程。

22．对。

只有每一步都是可逆的才组成可逆过程。

23．对。

()()()12m ,121122n n 1T T C C C C T T R V p V p W V VV p -=--=--=γ。

该公式对理想气体可逆、不可逆过程都适用。

24．错，若是非理想气体的温度会变化的，如范德华气体。

25．错，该条件对服从pV m = RT + bp 的气体(钢球模型气体)也成立。

26．错，(∂U /∂V )p ≠(∂U/∂V )T ；(∂U /∂P )V ≠(∂U/∂V )T ，因此不等于零。

27．错，U = H －pV 。

PV 不可能为零的。

28．错。

CO 2在1000K 的标准摩尔生成焓可以由298K 标准摩尔生成焓计算出：由基尔霍夫定律得出的计算公式：m f H ∆(1000K) = m f H ∆(298.15K) +1000298P C dT∆⎰而不是m f H ∆(1000K) = m f H ∆(298.15K) + 1000,2298()P m C CO dT⎰∫29．错，该过程是绝热不可逆膨胀，温度降低。

30．错，例如理想气体等温可逆压缩时，向环境传热但温度不变，热力学能不变。

31．错，机械搅拌时有非体积功，W ’≠0 ΔH ≠ Q p 。

32．错，两个过程的ΔT 是不相同的。

二、单选题答案：1. A ；2. C ；3. D ；4. C ；5. B ；6. C ；7. A ；8. A ；9. D ； 10.B ；11.A ； 12.A ； 13.A ； 14.D ； 15.B ； 16.A ； 17.B ； 18.D ； 19.B ； 20.A ；21.B ； 22.A ； 23.C ； 24.C ； 25.B ； 26.C ； 27.D ； 28.B ； 29.D ； 30.B 。

说明：1、铜电极电解时被氧化或表面上有铜原子析出，有物质交换；CuSO 4水溶液电解时也物质交换；因此只有”绝热箱中所有物质”才是封闭体系。

2、Q 、W 不是状态函数。

3、状态函数X ，不是状态变化时，所有状态函数都变化的，例如等温过程，温度T 就不变。

4、U 是状态函数，不是所有状态变化，内能U 都变化的，例如理想气体等温过程，内能U 就不变化。

5、本题应选理想气体与真空共同作体系，体系内部变化对环境无影响，W ＝0。

6、绝热，钢瓶体积不变，体积功为零，又无非体积功，Q = 0，W = 0，∆U = 0；也可以看成孤立体系。

7、Q ＋W ＝∆U ，当 Q = 0 时，W ＝ΔU ，当W = 0 时，Q ＝ΔU ； Q 与过程有关，无定值。

8、焓不是体系的能量，它是辅助函数，没有明确的物理意义。

9、∆r H m > 0 是热效应大于零，指等温等压、无非体积功条件下吸热，没有这个条件，则反应吸热、放热、温度是否改变就无法确定。

10、理想气体的内能是温度单值函数，始终态温度确定，则气体内能的变化可确定。

11、用理想气体绝热可逆方程式计算，111122TV T V γγ--=，11221T V T V γ-⎛⎫= ⎪⎝⎭112986298215γ-⎛⎫= ⎪-⎝⎭γ＝1.4 双原子分子O 212、C P 、C V 是状态函数，而一般热容C 与途径有关，不是状态函数。

13、对于有物质交换的体系不适用，封闭体系任何途径都适用。

14、Q ABC +Q CA +W ABC +W CA =ΔU=0 a +c +b +W CA =0 W AC ＝－W CA ＝a+b+c 15、1――2，体系做功，温度升高， T 2 > T 1 ，W < 0，Q > 0 ； 16、节流膨胀是绝热、等焓，并压力降低。

Q = 0，∆H = 0，∆p < 0 ；17、该气体是钢球模型气体（分子有体积，分子之间无作用力），α>0 ,其焦耳－汤姆逊系数小于零，节流膨胀后温度升高。

若α< 0, 情况相反，温度降低。

18、不用计算，绝热压缩，温度升高，内能增大，只有（D）符合要求。

19、等温压缩、绝热压缩到相同压力（或相同体积），绝热压缩体系温度升高，理想气体温度高则焓大。

20、B、C在同一条绝热线上，B到C是绝热膨胀，温度下降，因此A到B温度改变值对于A到C的温度改变值，因此∆U AB > ∆U AC21、等温压缩、绝热压缩到相同的体积，绝热压缩比等温压缩环境作的功多。

22、ΔUBA ＝ΔUBC+ΔUCAΔUBA=0 ΔUBC+ΔUCA=0 ΔUBC＝－ΔUCA＝ΔUAC ，A 到C是绝热过程，ΔUAC ＝WAC曲边梯形ACca的面积表示是WAC的功，等于ΔUBC。

23、范德华气体分子之间有吸引力，体积增大，分子之间势能增大，在总内能不变条件下，分子动能降低，温度降低。

24、该气体是钢球模型气体（分子有体积，分子之间无作用力），PVm＝RT＋bP,其内能也仅是温度的函数，因此()TVU m∂∂＝025、这是绝热恒容体系，内能不变，反应使其温度升高，压力增大，焓增大。

26、这是简单热化学方程式计算，（3）＝（2）－（1）。

27、C(金刚石)不是稳定单值，因此不是CO生成热，产物是CO，也不是碳的燃烧热，也不是金刚石燃烧热。

28、ppCTH=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂是无非体积功时，CP的定义式。

不是基尔霍夫定律公式。

29、由基尔霍夫定律的微分式可知，ΔCP＝0。

30、C到A是等温压缩，体系放热。

物化期末复习重点总结第一章1、什么是热力学第一定律？热力学第一定律解决了什么问题？2、基尔霍夫方程3、热容、内能、焓等的求解第二章1、卡诺热机的最大效率2、亥姆霍兹函数和吉布斯函数的求解第三章1、拉乌尔定律、亨利定律2、偏摩尔量与化学势的关系3、依数性第四章1、吉布斯能与标准平衡常数k的关系2、温度、压力对平衡常数的影响第五章1、自由度的求解2、克劳修斯-克拉佩龙方程3、水的相图4、完全互溶的双液系统5、杠杆原理6、步冷曲线第七章1、电导率、摩尔电导率的概念及其与浓度的关系2、电极电势、电池电势的能使特方程3、（7.10）电极电势及电池电动势的应用（计算题）4、电解池的电极反应、阴阳极的竞争第八章1、附加压力的公式、曲率半径对蒸汽压的影响2、接触角的意义及影响因素3、表面活性剂的应用4、溶液、溶胶和高分子的区别5、（8.7/8.8）溶胶的光学、力学和电学性质6、胶团的结构7、电解质和大分子对溶胶聚沉的影响第九章1、简单级数速率方程2、阿伦尼乌斯公式3、反应级数的特征第十章1、复合反应的特点2、复合反应近似处理方法。