昆工物理化学B 热力学基础概念题

第二章 热力学基础概念题

一、填空题

1、一定量的N 2气在恒温下增大压力，则其吉布斯函数 。（填增大，不变，减小）

2、物理量,,,,,,Q W U H V T p 属于状态函数的有 ；属于途径函数的有 ；状态函数中属于强度性质的有 ；属于容量性质的有 。

3、对组成不变的均相封闭系统，T

S p ???= ???? ；对理想气体T

S p ???= ???? 。 4、在一个温度恒定为100℃，体积恒定的容器中，装有2mol,100kPa 的N 2(g)。若向其中注入100℃的水0.2mol 并迅速达到平衡。设水蒸气为理想气体，此过程：

（1）()2S H O ? ； （2）()2G H O ? ；

（3）2()A H O ? ； （4）()2G N ? 。

(填 > 0 ，< 0，＝0或无法确定)

5、1摩尔理想气体经恒温膨胀，恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程吸热20.0kJ 。则U ?＝ ，H ?＝ ，W ＝ 。

6、体积功的通用计算公式是W ＝ ；在可逆过程中，上式成为W ＝ ；在等压过程中，上式成为W ＝ 。

二、选择题

1、水在可逆相变过程中：

（1）0U ?=，0H ?=； （2）0T ?=，0p ?=；

（3）0U ?=，0T ?=； （3）以上均不对。

2、理想气体,p m C 与,V m C 的关系为：

（1）,p m C ＝,V m C ；（2）,p m C >,V m C ；（3）,p m C <,V m C ；（4）无法比较。

3、液态水在100℃及101.325Pa 下汽化成水蒸气，则该过程的：

（1） △H=0; (2) △S=0; (3) △A=0; (4) △G=0 。

4、理想气体从状态Ⅰ等温自由膨胀到状态Ⅱ，可用那个状态函数的变量来判断过程的自发性： （1）△G ； （2）△U; (3) △S; (4) △H 。

5、公式dG SdT Vdp =-+可适用下述那一过程：

（1）在298K, 101.325kP 下水蒸气凝结成水的过程； （2）理想气体膨胀过程；

（3）电解水制H 2(g)和O 2(g)的过程;

(4) 在一定温度压力下，由()()223N g H g +合成()3NH g 的过程。

6、对封闭的单组分均相系统，且'0W =时，T

G p ??? ????的值应是：

（1）<0 ； (2) >0 ； （3）＝0 ； （4）前述三种情况无法判断。

7、理想气体等温自由膨胀过程为：

（1）0Q >； （2）0U ?<； （3）0W <； （4）0H ?=。

8、一封闭系统，当状态从A 到B 发生变化时，经历两条任意的不同途径，则下列四式中正确的是：

（1）12Q Q =； （2）12W W =； （3）1122Q W Q W +=+； （4）12U U ?=?。

三、是非题 （正确地打“√”，错误的打“×”）

1、 理想气体在恒定的外压下绝热膨胀到终态，因为是恒压，所以H Q ?=，又 因为是绝热，0Q =，故0H ?=，对吗？ （ ）

2、 气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q ＝0，固其熵变等于零。是不是？（ ）

3、在－10℃，101.325kPa 下过冷的H 2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。是不是？（ ）

4、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。是不是？（ ）

5、绝热过程都是等熵过程。是不是？（ ）

6、理想气体的熵变公式22,,11ln ln p m V m V p S nC nC V p ?????=+ ? ?????

只适用于可逆过程。对不对？（ ）

7、在等温等压条件下，0G ?>的过程一定不能进行。是不是？（ ）

8、绝热不可逆膨胀过程中0S ?>，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中0S ?<。是不是？（ ）

9、从始态到终态有一个绝热不可逆过程，可以设想出一个同样始终状态的绝热过程来计算它的熵变。是不是？（ ）

10、,V m dU nC dT =这个公式对一定量的理想气体的任何p,V,T 变化过程均适用，对吗？ （ ）

四、问答题

1、按定义式Q

dS T

δ≥

，则系统从A 到B 经可逆与不可逆两个不同途径时，dS(可逆) >dS （不可逆）。是不是？为什么？

2、系统进行某过程时，若dS=0即为可逆，dS>0即为自发。这个说法是否正确？为什么？

3、现在有人想利用海洋中不同深度的温度不同，设计一种循环操作的机器，使海水的热力学能转换成有用的机械功。这是不是违反热力学第二定律？为什么？

五、证明题：试证明封闭系统单相纯物质只有p,V ,T 变化过程的 T V U p T p V T ??????=- ? ???????； 理想气体的0T

U V ???= ???? 。

热力学基础概念题答案

一、填空题

1、 减小；

2、U 、H 、V 、T 、p ；Q 、W ；T 、p ；U 、H 、V ；

3、p V T ???- ???? ，nR p

- 。 4、（1）、>0, (2) 、<0, (3)、<0 , (4)、=0；5、0，0，－20.0kJ ； 6、21V e V p dV -?；2

1V V pdV -?；()21p V V --。

二、选择题

1、（2）；

2、（2）；

3、（4）；

4、（3）；

5、（2）；

6、（2）；

7、（4）；

8、（3，4）

三、是非题

1、×；

2、×；

3、×；

4、×；

5、×；

6、×；

7、×；

8、×；

9、×； 10、√。

四、问答题

1、不是。因为熵是状态函数，其改变量只与始终状态有关，与中间途径无关。在相同始终态下，过程的熵改变量相等。

2、不正确。因为没有指明是孤立系统，只有在孤立系统中这个结论才正确。

3、不违反。海洋深层的温度低于表面，由于相对密度的原因，温度低的水总在海洋的下层，因为不是从单一热源吸热作功，所以不违反热力学第二定律。

五、证明题

证明：由dU=TdS-pdV 可得 ()()//T T U V T S V p ??=??- 将麦克斯韦关系式 ()()//T V S V p T ??=?? 代入上式，即得： T V

U p T p V T ??????=- ? ??????? 对于理想气体，p=nRT/V , ()//V p T nR V ??=,代入上式得： 0T

U nRT p p p V V ???=-=-= ???? 证毕。