热力学第er定律习题课课件

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1、第2章 热力学第一定律习题课,一、填空题,答：难于,1. 当某气体的压缩因子z1时,说明理想气体比此真实气体_压缩(易于,难于)可逆过程有哪些特点?,2.临界温度使气体可以液化的_温度(最高,最低),答：最高,答： V1 V2,3.一定量的理想气体，从同一始态(压力P1)可逆膨胀到压力为P2，则等温膨胀的终态体积( V1)与绝热膨胀的终态体积( V2)之间关系： V1 V2 。(，=，),4. 1mol理想气体，从同一始态出发，分别经由：（1）恒温可逆压缩；（2）绝热可逆压缩；（3）绝热不可逆压缩。 倘若这三个过程终态体积都相同， 则这三个过程的终态温度T1、T2、 T3关系： 。,答：T1T

2、2T3,5.强度性质的数值与系统中物质的量无关，不具有 。,答：加和性,6.容量性质的数值与系统中物质的量成正比，具有_。,答：加和性,答： CP-CV=nR,8.理想气体的CP-CV=_。,9.今有1mol单原子理想气体，从273K，10p经绝热可逆压缩至473K，则系统所作的体积功W= J,答：W=-2494.2J 因为W=U =nCV,m(T2-T1),7.膨胀功的数学定义式： 。,答： W =-P外dV,答： W=0,11. 气体向真空膨胀膨胀功W=_。,12. 在绝热钢瓶中化学反应U=_。,答： U=0,10.热功当量的内容：热和功在相互转换过程中严格遵守当量关系即：1 cal =

3、J ,这就著名的热功当量。,答： 1 cal = 4.1840 J,答：隔离系统,13. 按系统和环境之间能量交换和物质交换情况系统可以分三类：敞开系统、密闭系统、_。,14.系统处于热力学平衡态的条件：同时具有热平衡、 、相平衡、化学平衡。,答：力学平衡,16.系统热力学热力学能（internal energy）包括：_、分子转动能、振动能、电子运动能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。,答：分子移动能,15.当一个过程进行的非常慢，速度趋于零时，每步都接近于平衡状态。该过程就称为_。,答：准静态过程,答：自由膨胀过程,17.外压为零的气体膨胀过程称为_。,18. 焓的定义式为_。,答：

4、焓的定义式为H=U+PV。,答：密闭系统或隔绝系统不做其它功的定压过程。,19.公式H=QP的适用条件是_,20. 公式U=QV的使用条件是:_,答：密闭系统或隔绝系统不做其它功的定容过程。,P56 思考题6,P56 思考题6,二、选择题,1. 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) 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 。,答：A,2.系统的下列各组物理量中都是状态函数的是（） (A) T，p，V，Q ；(B) m，Vm，Cp，V ； (C) T，p，V，n

5、； (D) T，p，U，W 。.,答：C,3.X为状态函数，下列表述中不正确的是（） (A)dx 为全微分 ； (B) 当状态确定，X的值确定 ； (C) x = dx 的积分与路经无关,只与始终态有关； (D) 当系统状态变化，X值一定变化 。.,答：D,4.对于热力学能是系统状态的单值函数概念，错误理解是（） (A) 系统处于一定的状态，具有一定的热力学能 ； (B) 对应于某一状态,热力学能只能有一数值不能有两个以上的数值 ； (C) 状态发生变化，热力学能也一定跟着变化 ； (D) 对应于一个热力学能值，可以有多个状态 。.,答：C,5.理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，

6、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 。.,答：B,6.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，U 0 。,答：C,7.对于封闭系统来说，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) 。,答： A,8.下述说法中，不正确的是（） (A) 焓是系统能与环境进行交换的能量 ； (B) 焓是人为定义的

7、一种具有能量量纲的热力学量; (C) 焓是系统状态函数 ； (D) 焓只有在某些特定条件下,才与系统吸热相等。,答：A,9.一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) 气体热力学能的变化 (C) 气体分子的质量 ；(D) 热容的大小 。,答：B,10.一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，AB为等温过程，BC等压过程，CA为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于： (A) BC的热力学能变化 ；(B) AB的热力学能变化 ； (C) CA的热力学能变化

8、；(D) CB的热力学能变化 。,答： A,11.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，环境对系统所做功的绝对值比较结果是（） (A) WT Wi ； (B) WT Wi ； (C) WT = Wi ； (D) 无确定关系。,答：B,12.范德华气体绝热向真空膨胀后,气体的温度将（） (A) 不变 ；(B) 升高 ； (C) 降低 ；(D) 不能确定 。,答：C,13.如图，AB和AC均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上,那么UAB与UAC的关系是（） (A) UAB UAC ； (B) UAB UAC ； (C)

9、 UAB = UAC ； (D) 无法比较两者大小,答：A,14. 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（） (A) H1 H2 ； (B) H1 H2 ； (C) H1 = H2 ； (D) 上述三者都对。,答：B,15. 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 与热力学能变化U分别是 （） (A) 562K，0 kJ ； (B) 275K，-5.49 kJ ； (C) 275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49

10、 kJ 。,答：D,16.下列关于功与热的叙述正确的是（ ） A.功可以全部变成热，且不引起任何其它变化 B.热可以全部变成功，且不引起任何其它变化 C.功是能量，是系统的状态性质。 D.热是能量，是系统的状态性质。,答： A,17.下列关于可逆过程的叙述不正确的是( D ) A.可逆过程进行时系统与环境始终无限接近于平衡态 B.可逆过程进行时过程的推动力与阻力相差无限小， C.系统进行可逆过程时，完成一个有限变化过程需要 无限长时间 D.等温可逆过程中，系统对环境作最小功。,答：D,18.下列关于热容的叙述不正确的是( ) A.气体、液体及固体的热容都与温度有关。 B.热容数值随温度的升高而

11、增大。 C. 理想气体CP-CV=R D.理想气体CO2的CV，m等于3R,答： C,19.工作于高温热源100与低温冷源25之间的可逆热 机，其热机效率为( ) A. 75% B. 25% C. 28% D. 20%,答： C,20.下述说法中，正确的是（） 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 。,答： A,21.下述说法中，不正确的是（） A. 焓是系统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 .焓是系统状态函数 ； D.焓只有在某些特定条件下，才与系统吸热相

12、等 。,答： A,答： C,22.已知反应BA，BC的等压反应热分别为H1与H2，那么AC的H3与它们的关系是（） A.H3 = H1 + H2 ； B. H3 = H1 - H2 ； C. H3 = H2 - H1 ； D. H3 = 2H1 - H2 。,答： D,23.反应C(金钢石) + O2(g) CO(g) 的热效应为rU，则此值为（ ） A. CO(g) 的生成热 ； B. C(金钢石)的燃烧热； C.碳的燃烧热 ； D.全不是 。,答： D,24.计算“反应焓变”时,为了简化运算,常假定反应焓变与温度无关，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

13、C.物质的热容与温度无关 ；D.反应前后系统的热容不变,答：C,25.在298.15 K及标准压力下：,则CH3COOH的标准摩尔燃烧焓等于( ) A. -435.15kJmol-1 B. 870.3kJmol-1 C. -870.3kJmol-1 D. 435.15kJmol-1,1.凡是系统的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则系统既不吸热也不放热。（）,答：错。等温等压的相变化或化学变化始终态温度不变，但有热效应。气体的绝热压缩，系统温度升高，但无吸收热量,三、判断题,2.当n 摩尔气体反抗一定的压力做绝热膨胀时，其热力学能总是减少的。 ( ),答：对。绝热，Q=0；反抗外压作功，W

14、0； U=Q+W= W0。,3.俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。,答：对,4.因QP = H，QV = U，所以QP 与QV 都是状态函数,答：错,4. 1887年俄国科学家W.Ostwald和荷兰科学家 J.H.vant Hoff合办了第一本“物理化学杂志” ( ),答：对,6.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（ ）,答：错。只有封闭系统不做非膨胀功等压过程H=QP,7.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。（ ）,答：错,5.气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以U =

15、 0，气体温度不变。（ ）,答：错,8.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。（ ）,答：错。均相系统的V才与总物质的量成正比。,9. 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。（ ）,答：错。两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相封闭系统才成立。,10. 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U = 0。（ ）,答：错。只有理想气体的单纯 pVT 变化的等温过

16、程,U = 0 。,11. 1mol，80.1、101.325kPa的液态苯向真空蒸发为80.1、101.325kPa的气态苯。已知该过程的焓变为30.87kJ，所以此过程的Q = 30.87kJ。（ ）,答：错，该过程的p环 = 0，不是恒压过程。,12.气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以U = 0，气体温度不变。（ ）,答：错。一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。,13. 1mol水在l01.325kPa下由25升温至120，其H = CP,mdT。（ ）,答：错。水由25升温至120过程中有相变化。,20.气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以U =