第一章-热力学第一、二定律试题与答案

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 3

4．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 -1 5．已知反应)()(2

1)(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≠0

8．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 P

12．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。这两个过程中功和热的关系为（）

(A) W1 > W2, Q1 > Q2(B) W1 < W2 , Q1 < Q2

(C) W1 = W2, Q1 = Q2(D) W1 > W2 , Q1 < Q2

14．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。

15．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 。

16．一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。

17．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是（）

(A) 图⑴；(B) 图⑵；(C) 图⑶；(D) 图⑷ 二、填空题

1．焦耳-汤姆孙系数def

T

J -μ ，μJ-T >0表示节流膨胀后温度将 。

2．在373K ，p θ下，1 mol 液态水向真空蒸发为373K ，p θ下的水蒸气，已知此过程的△H =40.6kJ ，则此过程的△U= kJ ，Q= kJ 。

3．已知反应C(s)+O 2(g)=CO 2(g)的△r H m θ（298K ）=-393.51kJ·mol -1。若此反应在一绝热钢瓶中进行，则此过程的△U 0，△H 0。

4．对于组成不变的均相密闭体系，当有 个独立的强度因素确定后，体系中所有的强度性质也就确定，若再知道 ，则所有的广度性质也就确定。

5．1mol298K 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264kJ ，则反应：2C 6H 6(l)+15O 2(g) =12CO 2(g)+6H 2O(l)的△r U m (298K) = kJ·mol -1， △r H m (298K) = kJ·mol -1。 6．某理想气体经绝热恒外压压缩，△U 0，△H 0。 7．卡诺热机的效率只与 有关，而与 无关。 三、证明题

1．证明：若一气体状态方程满足pV m = RT+bp 时，则该气体的内能仅是温度的函数。

2．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。 3．若物质的膨胀系数T

T V V p 1

1=?

?? ????=

α，则C p 与压力无关。

4．已知纯物质的平衡稳定条件是

()0/

V p ，请证明任一物质绝热可逆膨胀过程后压力必降低。

5．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明：该气体的焦耳—汤姆孙系数μJ-T <0。 四、计算题

1．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明：该气体的焦耳—汤姆孙系数μJ-T <0。6．1mol 单原子理想气体从始态273K 、202.65kPa 沿着p/V=常数的可逆途径变化到压力加倍的终态，试求：该过程的W 、ΔU 、ΔH 、Q 。

2．一摩尔单原子理想气体从0℃、2p

始态，经由方程pV 2 = const 规定的途径到达终态

压力为15p

，计算沿此途经的平均热容 。

3．在空气中有一真空绝热箱，体积为V 0，今在箱上刺一个小孔，空气流入箱内，设空气

为理想气体(C p ,m = 3.5R )。

⑴ 巳知空气温度是298K ，箱内气体温度是多少？ ⑵ 若V 0 = 10dm 3，求该过程的Q 、W 、?U 、?H 各为多少？

4．298.15K，1mol的CO2(实际气体)由始态p1 = 3p，V1 = 7.9dm3等温变化到终态

p2 = p，V2 = 24dm3，求此过程的?U与?H。巳知C p,m(CO2) = 36.6 J·K-1·mol-1，

焦耳－汤姆逊系数μJ-T = 1.14 + 8.65 × 10-3(p/p) 。

5．1mol单原子分子理想气体由始态A(2p,298K)，沿着p/p= 0.1(V m/ dm3·mol-1)

+ b的可逆途经膨胀到原体积2倍，计算终态的压力以及此过程的Q、W、

第二章热力学第二定律

一、选择题

1．25℃时，将11.2升O2与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程( )

(A) ?S > 0，?G < 0 ；(B) ?S < 0，?G < 0 ；

(C) ?S = 0，?G = 0 ；(D) ?S = 0，?G < 0 。

2．?G= ?F的过程是( )

(A) H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p) ；

(B) N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa) ；

(C) 等温等压下，N2(g) + 3H2(g)NH3(g) ；

(D) Ar(g,T,p)Ar(g,T+100,p)。

3．等温等压下进行的化学反应，其方向由?r H m和?r S m共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式( )

(A) ?r S m= ?r H m/T；(B) ?r S m> ?r H m/T ；

(C) ?r S m≥ ?r H m/T；(D) ?r S m≤ ?r H m/T。

4．已知水的六种状态：①100℃，p H2O(l)；②99℃，2p H2O(g)；③100℃，2p H2O(l)；④100℃、2p H2O(g)；

⑤101℃、p H2O(l)；⑥101℃、p H2O(g)。它们化学势高低顺序是( )

(A) μ2> μ4> μ3> μ1> μ5> μ6；(B) μ6> μ5> μ4> μ3> μ2> μ1；

(C) μ4> μ5> μ3> μ1> μ2> μ6；(D) μ1> μ2> μ4> μ3> μ6> μ5。

5.下列过程中?S为负值的是哪一个( )

(A) 液态溴蒸发成气态溴；(B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H2O(l) ；

(C) 电解水生成H2和O2；(D) 公路上撤盐使冰融化。

6．从A态到B态可沿两条等温膨胀途径进行，一条可逆，一条不可逆，试判断哪个关系式成立( )

(A). ΔS可逆>ΔS不可逆(B). W可逆> W不可逆

(C). Q可逆< Q不可逆(D). (Q－W)可逆> (Q－W)不可逆

7．在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG应为( )

(A). ΔG < 0 (B). ΔG > 0(C). ΔG =0 (D). 不能确定

8．某气体进行不可逆循环过程的熵变为( )

(A). ΔS系= 0 , ΔS环= 0 (B). ΔS系= 0 , ΔS环> 0

(C). ΔS系> 0 , ΔS环= 0 (D). ΔS系> 0 , ΔS环> 0

9．某物质的蒸气压可由下式表示：ln(P/kp a)=13.14－(2437/T)，该物质的摩尔气化热为( )

(A). 20.26 kJ·mol-1 (B). 293.1 J·mol-1

(C). 5612 J·mol-1(D). 2437 J·mol-1

10．1mol理想气体经绝热自由膨胀体积增大10倍，则物系的熵变为（）

(A). ΔS = 0 (B). ΔS = 19.1 J/K (C). ΔS >19.1 J/K (D). ΔS < 19.1J/K

11．在273K和1atm下，水的化学位μH2O(l)和水汽的化学位μH2O(g)的关系是（）

(A). μH2O(l) =μH2O(g) (B). μH2O(l) >μH2O(g) (C). μH2O(l) < μH2O(g)(D). 无法知道

12．纯液体在常压下凝固，下列各量中哪个减少（）

(A). 熵(B). 自由能(C). 凝固热(D). 蒸汽压

13．1mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则（）

(A). ΔG >ΔF (B). ΔG <ΔF

(C). ΔG =ΔF (D). ΔG与ΔF无法进行比较

14．在－200C和1atm下，1mol的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变是( )

(A). ΔS系< 0 , ΔS环< 0 , ΔS总< 0 (B). ΔS系> 0 , ΔS环> 0 , ΔS总> 0

(C). ΔS系< 0 , ΔS环> 0 , ΔS总< 0 (D). ΔS系< 0 , ΔS环> 0 , ΔS总> 0

15．等温等压下发生不可逆电池反应，其ΔS的计算公式为（）

(A). ΔS =ΔH/T (B). ΔS =(ΔH－ΔG )/T

(C). ΔS=Q实/T (D). 以上三式都不适用

16．绝热封闭体系中若ΔS > 0，表明该过程是（）

(A). 可逆(B). 自发(C). 非自发(D) 自发或非自发

17．对于封闭体系，当W f=0时，可作为过程的可逆性与变化方向性的判据有（）

(A). (dU)T.V≤0 (B). (dH)S.P≥0 (C). (dS)U.V≥0 (D). (dG)T.P≥0

18．250C,1atm下，NaCl在水中溶解度为6mol˙ L-1, 如将1molNaCl溶解于1L水中，此溶解过程中体系的ΔS 和ΔG变化为（）

(A). ΔG > 0 ，ΔS < 0 (B). ΔG > 0 ，ΔS > 0

(C). ΔG < 0 ，ΔS > 0 (D). ΔG = 0 ，ΔS > 0

19．在一个绝热的刚性密闭容器中，装有H2和Cl2的混合气体，T为298K，用光引发使之反应生成HCl(g)，设光照能量可不计，气体为理想气体，测得Δf H m (HCl)=— 92.30kJ·mol-1，此过程（）

(A). ΔH>0 ΔS<0 (B). ΔH<0 ΔS<0

(C). ΔH<0 ΔS>0 (D). ΔH>0 ΔS>0

20．纯物质在恒压下无相变时的G∽T曲线形状是( )

G G G G

T T T T

(A) (B) (C) (D)

21．实际气体CO 2经节流膨胀后，温度下降，那么（ ）

(A) ?S(体) > 0，?S(环) > 0 ； (B) ?S(体) < 0，?S(环) > 0 (C) ?S(体) > 0，?S(环) = 0 ； (D) ?S(体) < 0，?S(环) = 0

22．2mol 理想气体B ，在300K 时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其 ?S (J·K -1)为（ ）

(A) -5.76 ；(B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52

23．某体系等压过程A→B 的焓变?H 与温度T 无关，则该过程的（ ）

(A) ?U 与温度无关 ； (B) ?S 与温度无关 ； (C) ?F 与温度无关 ； (D) ?G 与温度无关

24．等温下，一个反应a A + b B = d D + e E 的 ?r C p = 0，那么（ ）

(A) ?H 与T 无关，?S 与T 无关，?G 与T 无关 ； (B) ?H 与T 无关，?S 与T 无关，?G 与T 有关 ； (C) ?H 与T 无关，?S 与T 有关，?G 与T 有关 ； (D) ?H 与T 无关，?S 与T 有关，?G 与T 无关 。

25．等温等压下进行的化学反应，其方向由Δr H m 和Δr S m 共同决定，自发进行的反应满足下列关系中的（ ） (A) ， (B) ，(C) (D)

26．在等温等压下，将1molN 2与1mol O 2混合，假定两者均为理想气体，混合过程中不发生变化的一组状

态函数为（ ）

(A) U H V ， (B) S H G ， (C) V G H ， (D) F H S 27．下列过程中，T H S

/?>?的是（ ）

(A) 理想气体恒外压等温压缩 (B) 263K 、101.3kPa ，冰熔化为水 (C) 等温等压下，原电池中发生的反应 (D) 等温等压下电解水

28．在一定温度和一定压力下，某液体与其蒸气呈平衡，其蒸气压为p 1；若外压增大时液体与其蒸气重建

平衡后其蒸气压为p 2，则（ ）

(A) p 1 = p 2， (B) p 1>p 2 ， (C) p 1 < p 2 ， (D) 液体蒸气压与外压无关

29．298.2K 、p θ下，反应)()(2

1

)(222l O H g O g H =+

的Δr G m 和Δr F m 的差值为（ ） (A) 1239 J·mol -1 (B) －3719 J·mol -1 (C) 2477 J·mol -1 (D) －2477 J·mol -1

30．某化学反应在等温等压（298.2K ，p θ）下进行时，放热40000J ；若使反应通过可逆电池完成，吸热4000J ，

则体系可能作的最大电功为（ ）

(A) 40000J (B) 4000J (C) 4400J (D) 36000J

31．已知金刚石和石墨的S m θ(298K)，分别为0.244 J?K -1?mol -1和5.696 J?K -1?mol -1，V m 分别为3.414 cm 3?mol -1和5.310 cm 3?mol -1，欲增加石墨转化为金刚石的趋势，则应 ( ) (A) 升高温度，降低压力 (B) 升高温度，增大压力 (C) 降低温度，降低压力 (D) 降低温度，增大压力

二、填空题

1．理想气体在定温条件下向真空膨胀，△H 0，△S 0。（填>,=,<） 2．在隔离体系中发生某剧烈的化学反应，使体系的温度及压力皆明显上升，则该体系的

△H > 0，△F < 0。（填>,=,<）

3．1mol 理想气体绝热向真空膨胀，体积扩大一倍，则此过程△S （系统）+△S （环境） 0△S （环境）

0。

4．一气相反应A+2B=2C ，该反应的△r G m △r F m ；若将该反应布置成一可逆电池，使之作电功W 1，那么该反应所能做的功W W 1。

5．在理想气体的T —S 图上，等容线的斜率=???

????V S T ，等压线的斜率=???

????p

S T 。 6．1mol 理想气体体积由V 变到2V ，若经等温自由膨胀，△S 1= J ·K -1，若经绝热可逆膨胀△S 2=

J ·K -1。

7．在298K 时气相反应A + B = 2C 的△r G m △r F m ，△r H m △r U m 。

8．在一绝热钢瓶中发生一化学反应，使容器内的温度增加，则此过程有△S 0， △F 0。 9．一定T ，p 下，将体积为V 的1mol N 2理想气体与体积为V 的1mol O 2理想气体混合，总体积为2V ，则过程的△S= J ·K -1； 若一定T ，V 下，将压强为p 的1mol N 2理想气体与压强为p 的1mol O 2理想气体混合，总压强为2p ，则过程的△S= J ·K -1。

10．一定T ，p 下，将体积为V 的1mol N 2与体积为V 的另1mol N 2混合，总体积为2V ，则过程的△S=

J ·K -1； 若一定T ，V 下，将压强为p 的1mol N 2与压强为p 的另1mol N 2理想气体混合，总压强为

2p ，则过程的△S= J ·K -1。

11．实际气体节流膨胀后，△S 0，Q 0。

12．若气体的μJ-T >0，那么该气体节流膨胀后温度 ，体系的熵 。 13．对于理想气体，其T

p S ????

???? 0，T V U ???

???? 0。 14．由Clapeyron 方程导出Clausius-Clapeyron 方程积分式时所作出的三个近似处理分别是：⑴ 气体为理想气体，⑵ ，⑶ 。

15．从熵的统计意义来判断下列过程体系的熵值是增大还是减少：苯乙烯聚合成聚苯乙烯 ；气

体在催化剂表面的吸附 。

16．偏摩尔熵的定义式为 ；纯物质两相平衡的条件为 。

17．从微观角度而言,熵具有统计意义,它是体系____________的一种量度。熵值小的状态相对于____________的状态。

三、证明题

1．证明：V

T

V T p T V C ?

??? ????=?

?? ????22

2．证明：p

T

p T V

T p C ????

????-=????

????22

3. 4．证

明气体的焦耳系数有下列关系式：

??

???????

????-=??? ????V V U T p T p C V T 1。

5．p

V V

p T V T p T C C ??? ??????? ????=-证明： 四、计算题

1． 1molCH 3C 6H 5在其沸点383.15K 时蒸发为气，求该过程的Q 、W 、Δvpa U m θ、Δvap H m θ、Δvap G m θ、Δvap F m θ

和Δvap S m θ。 已知该温度下CH 3C 6H 5的气化热为362kJ·kg -1。

2． 某一化学反应若在等温等压下(298.15K,p θ)进行，放热40.0 kJ ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0kJ 。

⑴ 计算该反应的熵变；

⑵ 当该反应自发进行时(即不做电功时)，求环境的熵变和总熵变； ⑶ 计算体系可能做的最大功为多少？

3．将298.15K 的1molO 2从p θ

绝热可逆压缩到6×p θ

，试求Q 、W 、ΔU m 、ΔH m 、ΔG m 、ΔF m 、ΔS m 和???

???????? ????=???? ?

???p p S T V T C p T

1

ΔS iso 。已知 S m θ

(O 2)=205.03 J ·K -1·mol -1， C p,m =3.5R 。

4．1mol 单原子理想气体始态为273K 、、 P θ, 经绝热不可逆反抗恒外压0.5×P θ膨胀至平衡。试计算该过程的W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔG 、ΔF (已知 273K 、、 P θ下该气体的摩尔熵为100J·K -1·mol -1)。

5．C 2H 4蒸气压与温度的关系式为：323.5008375.0lg 750.1ln 75.11.834)(lg +--+-=T T T T mmHg p ,计算其在

正常沸点（—103.9℃）时的蒸气压。

7．在10g 沸水中加入1g 273.2K 的冰，求该过程的ΔS 的值为多少？已知冰的熔化热为6025 J·mol -1，水的热容C p,m = 75.31 J·K -1·mol -1。

8．1mol 单原子理想气体始态为273K 、、 P θ，经绝热可逆膨胀至压力减少一半，试计算该过程的W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔG 、ΔF(已知 273K 、、 P θ下该气体的摩尔熵为100J·K -1·mol -1)。

9．1mol 过冷水在268K 、P θ下凝固，计算该过程的ΔH 、ΔS 、ΔG 、ΔF 和最大非膨胀功、最大功。已知水在熔点时的热容差为37.3 J·mol -1，Δfus H m (273K) = 6.01k J·mol -1，ρ(水) = 990kg·m -3，ρ(冰) = 917 kg·m -3。 10．苯在正常沸点353K 下的Δvap H m θ=30.77 kJ·mol -1，今将353K 及p θ下的1mol 苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸气(设为理想气体)，求此过程中Q 、W 、Δvap G θ、Δvap S θ和ΔS 环，并根据有关原理判断上述过程是否为不可逆过程。

11．在298.15K 、p θ下进行的相变：H 2O(l, 298.15K,p θ) H 2O(g, 298.15K,p θ)，计算相变的ΔG ，并判断该过程能否自发进行。已知298.15 K 时水的蒸气压为3167Pa ，忽略液态水的体积。

12．在373K ，p θ下，1 mol 液态水在真空瓶中挥发完，最终压力为30.398kPa ，此过程吸热46.024kJ ，试计算ΔU 、ΔH 、ΔS 和ΔG 。计算时忽略液态水的体积。

13．1mol 氦气从473K 加热到673K ，并保持恒定101.325kPa 。已知氦在298K S m θ= 126.06 J·K -1·mol -1，并假定氦为理想气体，计算ΔH 、ΔS 和ΔG 。如果ΔG<0，可否判断为不可逆过程。 14．298.15K,

?P 下，

单斜硫与正交硫的摩尔熵分别为32.55和31.88J·K -1· mol -1； 其燃烧焓分别为－297.19和－296.90kJ·mol -1，两者密度分别为1940和2070kg·m -3。求：①在298.15K, ?P 下，S （正交）→S(单

斜)的?

?m rG ，并判断哪种晶形稳定。②当增加压力时，反应能否正向进行？ 15．在单斜硫与斜方硫的晶态转变点附近，它们的蒸气压公式分别为：

斜方硫：lg(p/p θ)=－5267/T + 11.866，单斜硫：lg(p/p θ

)=－5082/T + 11.364，试计算：①硫的晶态转变温度；②转变点时的晶型转变热。

第一章 热力学第一定律参考答案

一、选择题答案：

1-A; 2-C; 3-A; 4-D; 5-B; 6-D; 7-A; 8-D; 9-A; 10-D; 11-B; 12-B; 13- A; 14-C; 15-C; 16-B; 17-C;

二、填空题答案

1. 答案：H

p T ????

????， 降低 2. 答案：37.5kJ ，37.5kJ 3. 答案：=，> 4. 答案：2，物质的量 5. 答案：－6528，－6535

6. 答案：>，>

7. 答案：两个热源的温度，工作物质 三、证明题答案

1．证明：若一气体状态方程满足pV m = RT+bp 时，则该气体的内能仅是温度的函数

2．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。

3．若物质的膨胀系数T

T V V p 1

1=?

?? ????=

α，则C p 与压力无关。

关

及内能的变化与体积无也得分）证明：（其它合理证明0

=--=-???

??

????? ??-??=-??? ????=-??? ????=??? ?????-=p b V R

T p b V RT T T p

T p T p

V S T V U pdV

TdS du m V m V T T ）后，温度升高。

故节流膨胀（给分。

证明：其它合理证明也011][11,,,,,,p ＜p

C a T C a C R V V C p R

C T V C T V T V C p H C p T m

p m

p m

p m m m

p m p m m

p p

p T p H T J ???-

=??-

=-+

-=?+-=??? ????--=?

???

?

???-=???? ????=-μ又由给分证明：其它合理证明也p p T

T p

T

T p T p p p V T V C T V T V V p S T p

H VdP TdS dH p H T

T H p p C T V T V T T V V 0)(11=?? ??? ??-?=??? ?????? ????-=+???? ????=???? ?

????+=???? ?????? ?

?????=???? ????? ??????=????

????=

???

?????=??? ????=α

4. 5

四、计算题答案

1． W=3404.6J ; Q=13619J ; ΔU=10214J ; ΔH=17023J

2. C= 4.16 JK -1

3. T= 417.2K ; Q=0 ; W=ΔU=723.7J ; ΔH=1013.2J

4. ΔU=54.3J ; ΔH=84.73J

5．W=-3.236J ; Q=11.53kJ ; ΔU=8.29kJ ; ΔH=13.82kJ

第二章 热力学第二定律参考答案

一、选择题答案

1-C ； 2-B ； 3-B ； 4-A ； 5-B ； 6-B ； 7-D ； 8-B ； 9-A ； 10-B ； 11-C ； 12-A ； 13-C ； 14-D ； 15-B ； 16-D ； 17-C ； 18-C ； 19-D ； 20-C ； 21-C ； 22-D ； 23-B ； 24-B ； 25-B ； 26-A ； 27-C ； 28-C ； 29-B ； 30-C ； 31-D ； 二、填空题答案

()()01

1//<-=??????--

=∴=???? ?????? ??+??=???

??????

?

?????-??? ????-

=????-

=?

???

????=--p

p

T

J p

p p p

p T

H T J C a V p R T C p R

p ap RT T T V V T V T C T H p H p T μμΘ证明：故绝热膨胀后压力降低

得分

证明：其它合理证明也01

?

???

????? ????? ?????????????? ????? ?

???-=???

?????-=???

?

??????? ??????? ?????

?? ????=???

??????? ????=??? ?????

??? ????=???? ??????? ????=???? ????T

V p p p

V V S p V S p p p p p V

V V V V V p C C V T T C T p C T V p S V p

S

V p T V C T S T T V S V p T T C p T T S p S Θ

1. = ； >

2. > ； <

3. > ； =

4. < ； >

5. T/C V ；T/C p

6. 5.76 ； 0

7. = ； =

8. > ； <

9. 11.53 ； 0 10. 0 ；-11.53 11. > ； = 12. 降低 ； 升高 13. < ； = 14. 凝聚相体积可以忽略； 相变焓不随温度变化 15. 减小 ；减小 16.

B

C n n P T B

n S ≠?

??? ????,,； 物质在两相中的化学式相等

17. 微观状态数 ； 比较有序 三、证明题答案 1．

2．

3.

4．

V

V

V V T T V T V V T T T p T p T p T T

V U T T U V V C p

T p T p V S T V U pdV

TdS dU ?

???

????=?????????? ??-??? ??????=????????? ??????=????????? ??????=??? ????-??? ????=-??? ????=??? ?????-=22

给分证明：其它合理证明也p

p

p V

T T p T p p T

T T V T T V T V T

p H T T H p p C T V T V V p S T p H Vdp TdS dH ????

?

???-=???????????? ????? ????-??=???????????? ?

?????=??????????? ??????=????

??????? ????-=+?

??? ????=???? ?

????+=2

2给分

证明：其它合理证明也P

P P P P P P S T V C T T S T T V T S T T V S V P T ??? ????=?

?? ??????? ????=??? ??????? ????=???

????=??? ????/Θ得分证明：其它合理证明也-=?? ???? ???? ??-???

????=-??? ????=???

?????-=V

T

T U V T p T

p T p V S T V U pdV TdS dU 1

又给分证明：其它合理证明也Θ

5．

四、计算题答案 1．解：

Q p = 33.35kJ Δvap H m θ

= 33.35kJ ·mol -1 W =3.186kJ Δvpa U m θ

= 30.16 kJ ·mol - Δvap G m θ

= 0 Δvap F m θ = -3.186 kJ ·mol -1 Δvap S m θ = 87.03 J ·K -1·mol -1 2． 3

4

T 2=218.4K

ΔU=- 680.9 J W=680.9 J ΔH=-1135 J ΔS= 1.125 J·k -1

S 2=101.1 J·k -1 ΔG=4085 J ΔF=4539 J

J

G W J G mol K J S mol K J S mol K J S f m r 44000...............44000)3(6.147............2.134)2(42.13)1(max ,11111

1=?-=-=???=???=???=?------隔环J

G J F J H J W U J W K T S S S Q iso R 35063...........36720........57994142............4142.........5.4970

0,002-=?-=?=?=-=?-===?=?=?=，，环体p V

p T V P V p V V P p p T V P T V T p T T V V S T T S T S T C C T S T C T S T C T V V S T S T S ?

?? ??????? ????=???

???????

????=?

???????? ????-??? ????=-???? ????=??? ????=??? ??????? ????+??? ????-=??? ????，给分证明：其它合理证明也Θ

7．

8．

ΔU=-823.1 J ΔH =-1372 J W = 823.1 J

ΔS = 0 ΔG = 5228J ΔF = 5777 J 9． 10．

12．

W = 0 ΔU = 46.024kJ ΔH = 49.125kJ ΔS = 141.71 J ·K -1·mol -1 ΔG = －3733.6J 13． 14． 1

7.13838-?=?mol J H m r 14618.0-?=?K J S K

T 2072=J

F W J

G W J

F J

G K J S kJ H T p T f 3.107)(1.107)(3.1071.10733.21824.5max ,max ,1=?-==?-=-==?-=??-=?-=?-过程

故向真空蒸发为不可逆隔环03.89.780

2.87278352783501111φ----?=??-=?=???=?==?=K J S K J S G mol K J S J

Q J U W m Vap m Vap θθ

。不能判断过程是否可逆

1

1

1111

1195.2799.142)673(66.135)473(33.74157--------?-=?∴??=∴??=??=??=?mol kJ G mol K J K S mol K J K S mol K J S mol J H m m θθ

1

11121.9267.0290----?=???=??==?mol J G mol K J S mol J H m r m r θθθ

15．

J

H H H mol kJ H mol kJ H K

T m s m s r m s m s 3542)()(306.97)(848.100)(5.3681

1=?-?=??=??=?=--单斜斜方单斜斜方解：θθθθ

热力学第二定律练习题及答案

热力学第二定律练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、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 ( ) 2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 d G =－S d T ＋V d p ＋d n B ，既适用于封闭系统也适用于敞 开系统。 （ ） 3、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。 ( ) 4、隔离系统的熵是守恒的。（ ） 5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（ ） 6、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（ ） 7、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。 ( ) 8、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W ’<0，且有W ’>G 和G <0，则此状态变化一定能发生。（ ） 9、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（ ） 10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。 （ ） 11、如果一个化学反应的r H 不随温度变化，则其r S 也不随温度变化， （ ） 12、在多相系统中于一定的T ，p 下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。 （ ） 13、在10℃， kPa 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。 （ ） 14、理想气体的熵变公式 只适用于可逆过程。 （ ） 15、系统经绝热不可逆循环过程中S = 0，。 （ ） 二、选择题 1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(A /T )V 值是：（ ） （1）大于零 （2） 小于零 （3）等于零 （4）不确定 2、 从热力学四个基本过程可导出V U S ??? ????=（ ） (1) (2) (3) (4) T p S p A H U G V S V T ???????????? ? ? ? ????????????? 3、1mol 理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确（ ）

第二章热力学第一定律

第二章热力学第一定律 思考题 1设有一电炉丝浸于水中，接上电源，通过电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统，试问 A U ， Q，W为正为负还是为零？ (1) 以电炉丝为系统； (2 )以电炉丝和水为系统； (3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。 2设有一装置如图所示，(1)将隔板抽去以后，以空气为系统时，AJ, Q, W为正为负还是为零？(2) 如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，A U, Q , W为正为负还是为零？ 作业题 1 (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10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的内能变化为若干？ [答案：⑴吸收40J; (2) 16 570J] 2在一礼堂中有950人在开会，每个人平均每小时向周围散发出4. 2xl05J的热量，如果以礼堂中的 空气和椅子等为系统，则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少？如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统，则其AU = ? [答案:1.3 M08J;0] 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 1 265 000J,试求算此过程中蓄电池将吸收还是放岀多少热？ [答案：放热401000J] 4体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀，其压力从106Pa降低到105Pa计算此过程所能作出的最大 功为若干？ [答案：9441J] 5在25C下，将50gN2作定温可逆压缩，从105Pa压级到2X106Pa，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：-.33 X04J; 4.20 X03J] 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25dm3终态体积为100dm3; 始态及终态温度均为100 Co (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50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100C) 以后，再在外压等于100 dm3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

第五章--热力学基础Word版

第五章 热力学基础 一、基本要求 1．掌握理想气体的物态方程。 2．掌握内能、功和热量的概念。 3．理解准静态过程。 4．掌握热力学第一定律的内容，会利用热力学第一定律对理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能增量进行计算。 5．理解循环的意义和循环过程中的能量转换关系。掌握卡诺循环系统效率的计算，会计算其它简单循环系统的效率。 6．了解热力学第二定律和熵增加原理。 二、本章要点 1．物态方程 理想气体在平衡状态下其压强、体积和温度三个参量之间的关系为 RT M m PV = 式中是m 气体的质量，M 是气体摩尔质量。 2．准静态过程 准静态过程是一个理想化的过程，准静态过程中系统经历的任意中间状态都是平衡状态，也就是说状态对应确定的压强、体积、和温度。可用一条V P -曲线来表示 3．内能 是系统的单值函数，一般气体的内能是气体温度和体积的函数),(V T E E =，而理想气体的内能仅是温度的函数)(T E E =。 4．功、热量 做功和传递热量都能改变内能，内能是状态参量，而做功和传递热量都与过程有关。气体做功可表示为 ?=2 1 V V PdV W 气体在温度变化时吸收的热量为 T C M m Q ?= 5．热力学第一定律 在系统状态发生变化时，内能、功和热量三者的关系为 W E Q +?= 应用此公式时应注意各量正负号的规定：0>Q ，表示系统吸收热量，0?E 表示内能增加，0W 系统对外界做功，0

6．摩尔热容 摩尔热容是mol 1物质在状态变化过程中温度升高K 1所吸收的热量。对理想气体来说 dT dQ C V m V = , dT dQ C P m P =, 上式中m V C ,、m P C ,分别是理想气体的定压摩尔热容和定体摩尔热容，两者之差为 R C C m V m P =-,, 摩尔热容比：m V m P C C ,,/=γ。 7．理想气体的几个重要过程 8．循环过程和热机效率 （1）循环过程 系统经过一系列变化后又回到原来状态的过程，称为循环过程。 （2）热机的效率 吸 放吸 净Q Q Q W - == 1η （3）卡诺循环 卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。其效率为 1 2 1T T - =η 工作在相同的高温热源和相同低温热源之间的热机的效率与工作物质无关，且以可逆卡诺热机的效率最高。

第一章 热力学第一、二定律试题及解答

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 3 4．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 -1 5．已知反应)()(2 1)(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θ m 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≠0 8．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（ ）

热力学第二定律习题解答

第八章热力学第二定律 一选择题 1. 下列说法中，哪些是正确的( ) （1）可逆过程一定是平衡过程； （2）平衡过程一定是可逆的； （3）不可逆过程一定是非平衡过程；（4）非平衡过程一定是不可逆的。 A. (1)、(4) B. (2)、(3) C. (1)、(3) D. (1)、(2)、(3)、(4) 解：答案选A。 2. 关于可逆过程和不可逆过程的判断，正确的是( ) (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程； (2) 准静态过程一定是可逆过程； (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；

(4) 凡是有摩擦的过程一定是不可逆的。 A. (1)、(2) 、(3) B. (1)、(2)、(4) C. (1)、(4) D. (2)、(4) 解：答案选C。 3. 根据热力学第二定律，下列哪种说法是正确的( ) A．功可以全部转换为热，但热不能全部 转换为功； B．热可以从高温物体传到低温物体，但 不能从低温物体传到高温物体； C．气体能够自由膨胀，但不能自动收缩；D．有规则运动的能量能够变成无规则运 动的能量，但无规则运动的能量不能 变成有规则运动的能量。 解：答案选C。 4 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. 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。 解：绝热自由膨胀过程气体不做功，也无热量交换，故内能不变，所以温度不变。因过程是不可逆的，所以熵增加。 故答案选A 。 5. 设有以下一些过程，在这些过程中使系统的熵增加的过程是( ) (1) 两种不同气体在等温下互相混合； (2) 理想气体在等体下降温； (3) 液体在等温下汽化； (4) 理想气体在等温下压缩； (5) 理想气体绝热自由膨胀。 A. (1)、(2)、(3) B. (2)、(3)、(4) C. (3)、(4)、(5) D. (1)、(3)、(5) 解：答案选D。

高中物理-热力学第二定律练习题

高中物理-热力学第二定律练习题 1．热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( ) A．有的只遵守热力学第一定律 B．有的只遵守热力学第二定律 C．有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律 D．所有的都遵守热力学第一、第二定律 2．如图为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外,下列说法中正确的是( ) A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能 C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 3．(·大连高二检测)下列说法正确的是( ) A．机械能和内能的转化具有方向性 B．电能不可能全部转化为内能 C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能 4．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( ) A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一

段时间大米、小米不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩散到整杯水中,经过一段时间,墨水和清水不会自动分开 C．冬季的夜晚,放在室外的物体随气温的降低,不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．随着节能减排措施的不断完善,最终也不会使汽车热机的效率达到100% 5．(·课标全国理综)关于热力学定律,下列说法正确的是( ) A．为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 D．不可能使热量从低温物体传向高温物体 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 6. 用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。关于这一现象的正确说法是( ) A．这一实验过程不违反热力学第二定律 B．在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温 C．在实验过程中,热水的内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能 D．在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能

热力学第二定律复习题及解答

第三章 热力学第二定律 一、思考题 1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？ 答： 前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。 2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢？ 答： 不矛盾。Claususe 说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。而冷冻机系列，环境作了电功，却得到了热。热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。 3. 能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs 自由能最小？ 答：不能一概而论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。等温、等压、不作非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs 自由能最小。 4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算？ 答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。 5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗？ 答： 说法正确。根据Claususe 不等式T Q S d d ≥，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则0d >S 。 6. 相变过程的熵变可以用公式H S T ??=来计算，这种说法对吗？ 答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式T H S ?=?来计算。 7. 是否,m p C 恒大于 ,m V C ? 答：对气体和绝大部分物质是如此。但有例外，4摄氏度时的水，它的,m p C 等于,m V C 。 8. 将压力为101.3 kPa ，温度为268.2 K 的过冷液体苯，凝固成同温、同压的固体苯。已知苯的凝固点温度为278.7 K ，如何设计可逆过程？ 答：可以将苯等压可逆变温到苯的凝固点278.7 K ： 9. 下列过程中，Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG 和ΔA 的数值哪些为零？哪些的绝对值相等？ （1）理想气体真空膨胀； （2）实际气体绝热可逆膨胀； （3）水在冰点结成冰；

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。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。

第二章 热力学第一定律

第二章热力学第一定律——习题 一、填空题 1. 理想气体向真空膨胀过程, 下列变量中等于零的有: 。 2. 双原子理想气体经加热内能变化为，则其焓变为。 3. 在以绝热箱中置一绝热隔板，将向分成两部分，分别装有温度，压力都不同的两种气体， 将隔板抽走室气体混合，若以气体为系统，则此过程。 4. 绝热刚壁容器内发生CH4+2O2=CO2+2H2O的燃烧反应,系统的Q ___ 0 ; W ___ 0 ;?U ___ 0 ; ?H ___ 0 5. 某循环过程Q = 5 kJ, 则?U + 2W + 3 ?(pV) = __________. 6. 298K时, S的标准燃烧焓为－296.8 kJ?mol－1, 298K时反应的标准摩尔反应焓?r H m= ________ kJ?mol－1 . 7. 已知的, 则的 。 8. 某均相化学反应在恒压，绝热非体积功为零的条件下进行，系统的温度由 升高到则此过程的；如果此反应是在恒温，恒压，不作非体积功的条件 下进行，则。 9. 25 ℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧, 放热则反应 的 。 10．系统的宏观性质可以分为（），凡与系统物质的量成正比的物理量皆称为（）。 11．在300K的常压下，2mol的某固体物质完全升华过程的体积功W=( ).。 12．某化学反应：A(l)+0.5B(g)-- C(g) 在500K恒容条件下进行，反应进度为1mol时放热

10KJ,若反应在同样温度恒压条件下进行，反应进度为1mol 时放热（ ）。 13. 已知水在100 o C 的摩尔蒸发焓 l mol kJ H m 1vap 668.40-?=?，1mol 水蒸气在100C o 、 101、325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的Q=（ ）；W= ( ); U ?= ( ); H ?= ( )。 14. 一定量单原子理想气体经历某过程的()kJ 20=?pV ，则此过程的=?U （ ）； =?H （ ）。 15. 一定量理想气体，恒压下体积功随温度的变化率 P T W ??? ??δδ =（ ） 。 16. 在一个体积恒定为2m 3， ， W =0的绝热反应器中，发生某化学反应使系统温度升高12000C ，压力增加300kPa,此过程的 U ?=（ ）； H ?=（ ）。 二、选择题 1． 热力学第一定律中的 W 是指______ A. 体积功 B. 非体积功 C. 各种形式功之和 D. 机械功 2． 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 3．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 4．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 5． 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 6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 （ ）

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-A; 2-C; 3-A; 4-D; 5-B; 6-D; 7-A; 8-D; 9-A; 10-D; 11-B; 12-B; 13- A; 14-C; 15-C; 16-B; 17-C; 1．下述说法中，哪一种正确（a ） (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（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．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 ） (A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 3 4．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（d ） (A) 2839 kJ·mol -1 (B) -2839 kJ·mol -1 (C) 171 kJ·mol -1 (D) -171 kJ·mol -1 5．已知反应)()(2 1)(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（b ）。 (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θ m 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（d ） (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 ） (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≠0 8．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（d ） (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 ）

热力学第二定律复习题及答案

热力学第二定律复习题集答案 1 理想气体绝热向真空膨胀，则： A.ΔS = 0，W = 0 C.ΔG = 0，ΔH = 0 D.ΔU = 0，ΔG = 0 2. 方程2 ln RT H T P m βα?=d d 适用于以下哪个过程?A. H 2O(s)= H 24Cl (s)= NH 3(g)+HCl(g) D. NH 4Cl(s)溶于水形成溶液 3. 反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe (s) 的?H 为正, ?S 为正（假定?r H ，?r S 与温度无关），下列说法中正确的是 ）: A. 低温下自发，高温下非自发； D. 任何温度下均为自发过程 。 4. 对于只作膨胀功的封闭系统 p T G ??? ???? 的值:A 、大于零； C 、等于零； D 、不能确定。 5．25℃下反应 CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)θH ?= - 90.6kJ ·mol -1，为提高反应的平衡产率，应采取的措施为 。 A. 升高温度和压力 B. D. 升高温度，降低压力 6．ΔA=0 的过程应满足的条件是: A. 逆绝热过程 B. 等温等压且非体积功为零的过程 C. 7.ΔG=0 A. 逆绝热过程 C. 等温等容且非体积功为零的过程D. 等温等容且非体积功为零的可逆过程 8.关于熵的性质 A. 环境的熵变与过程有关 B. D. 系统的熵等于系统内各部分熵之和 9. 在一绝热恒容的容器中, 10 mol H 2O(l)变为10 mol H 2O(s)时,: A. ΔS B. ΔG C. ΔH 10．在一定温度下，发生变化的孤立系统，其总熵 : A. 不变 B. C. 总是减小 11. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中: A. ΔS=0 U=0 12．在0℃、101.325KPa 下，过冷液态苯凝结成固态苯，) <0 D. △S + △S(环) <0 13. 理想气体绝热向真空膨胀，则： A. ΔS = 0，W = 0 C. Δ 14. ?T)V = -S C. (?H/?p)S 15.任意两相平衡的克拉贝龙方程d T / d p = T ?V H m m /?，式中?V m 及?H m V ?V m < 0，?H m < 0 ； C.；或? V m < 0，?H m > 0 16.系统进行任一循环过程 C. Q=0 17.吉布斯判据可以写作： T, p, W ‘=0≥0 D. (dG) T, V , W ‘=0≥0 18.亥姆霍兹判据可以写作： T, p, W ‘=0 T, p, W ‘=0≥0 D. (dA) T, V , W ‘=0≥0 19. 的液固两相平衡，因为 V m ( H 2m 2H 2O( l )的凝固点将： A.上升； C.不变； D. 不能确定。 20．对于不作非体积功的均相纯物质的封闭体系，下面关系始中不正确的是：A.T S H p =??? ???? B.S T A V -=??? ???? C.V p H S =???? ???? D. p V U S =??? ???? 21. 373.2 K 和101.325 kPa 下的1 mol H 2O(l)，令其与373.2 K 的大热源接触并向真空容器蒸发，变为373.2 K 和101.325 kPa 下的1 mol H 2O(g)， 对这一过程可以判断过程方向的是:A. Δvap S m （系统） B. Δvap G m D. Δvap H m （系统） 22. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率: ；D.100 %。 23．某体系进行不可逆循环过程时:A. ΔS(体系) >0， ΔS(环境)< 0B. ΔS(体系) >0， ΔS(环境) >0 C. ΔS(体系) = 0， ΔS(环境 24.N 2和O 2混合气体的绝热可逆压缩过程中:A. ΔU = 0 B. ΔA = 0 D. ΔG = 0 25.单组分体系，在正常沸点下汽化，不发生变化的一组量是:A. T ，P ，U B.H ，P ，U C. S ，P ，G 26.封闭体系中，W ’ = 0，恒温恒压下进行的化学反应，可用下面哪个公式计算体系的熵变: A. ΔS = Q P /T B. ΔS = Δ D. ΔS = nRTlnV 2/V 1 27.要计算298K ，标准压力下，水变成水蒸汽(设为理想气体)的ΔG ，需知道的条件是: A. m p C ?(H 2O 、l) 和m p C ? (H 2O 、g) B.水的正常沸点下汽化热Δ vap H m 及其熵变 D. m p C ? (H 2O 、l) 和m v C ? (H 2O 、g) 及Δvap H m 28.由热力学基本关系可以导出n mol 理想气体B 的()T S V ??为:A. nR/V B. –nR/P C. nR D. R/P 29. 在等温等压下，当反应的1m r mol KJ 5Δ-?= G 时，该反应: A. 能正向自发进行 B. D. 不能进行 30. 在隔离系统中发生一自发过程，则系统的ΔG 为:A. ΔG = 0 B. ΔG > 0 C. ΔG < 0

第二章 热力学第二定律 复习题及答案

第二章 热力学第二定律 复习题及答案 1． 试从热功交换的不可逆性，说明当浓度不同的溶液共处时，自动扩散过程是不可逆过程。 答：功可以完全变成热，且是自发变化，而其逆过程。即热变为功，在不引起其它变化的条件下，热不能完全转化为功。热功交换是不可逆的。不同浓度的溶液共处时，自动扩散最后浓度均匀，该过程是自发进行的。一切自发变化的逆过程都是不会自动逆向进行的。所以已经达到浓度均匀的溶液。不会自动变为浓度不均匀的溶液，两相等体积、浓度不同的溶液混合而达浓度相等。要想使浓度已均匀的溶液复原，设想把它分成体积相等的两部分。并设想有一种吸热作功的机器先把一部分浓度均匀的溶液变为较稀浓度的原溶液，稀释时所放出的热量被机器吸收，对另一部分作功，使另一部分浓度均匀的溶液浓缩至原来的浓度（较浓）。由于热量完全转化为功而不留下影响是不可能的。所以这个设想过程是不可能完全实现，所以自动扩散是一个不可逆过程。 2． 证明若第二定律的克劳修斯说法不能成立，则开尔文的说法也不能成立。 答：证：第二定律的克劳修斯说法是“不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。”若此说法不能成立， 则如下过程是不可能的。把热从低温物体取出使其完全变成功。这功在完全变成热（如电热），使得高温物体升温。而不引起其它变化。即热全部变为功是可能的，如果这样，那么开尔文说法“不可能从单一热源取出热，使之全部变成功，而不产生其它变化”也就不能成立。 3． 证明：（1）在pV 图上，理想气体的两条可逆绝热线不会相交。 （2）在pV 图上，一条等温线与一条绝热线只能有一个相交点而不能有两个相交点。 解：证明。 (1).设a 、b 为两条决热可逆线。在a 线上应满足111K V P =γ ①， 在第 二条绝热线b 上应满足222K V P =γ ②且21K K ≠或V P V P γ-=??)( ， vm pm C C = γ不同种理想气体γ不同，所以斜率不同，不会相交。若它们相 交于C 点，则21K K =。这与先前的假设矛盾。所以a 、b 两线不会相交。 (2).设A 、B 为理想气体可逆等温线。(V P V P T - =??)(

05_第五章 热力学第二定律

【5－1】下列说法是否正确？ （1）机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。 （2）热机的热效率一定小于1。 （3）循环功越大，则热效率越高。 （4）一切可逆热机的热效率都相等。 （5）系统温度升高的过程一定是吸热过程。 （6）系统经历不可逆过程后，熵一定增大。 （7）系统吸热，其熵一定增大；系统放热，其熵一定减小。 （8）熵产大于0的过程必为不可逆过程。 【解】 （1）对于单个过程而言，机械能可完全转化为热能，热能也能完全转化为机械能，例如定温膨胀过程。对于循环来说，机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。 （2）热源相同时，卡诺循环的热效率是最高的，且小于1，所以一切热机的热效率均小于1。 （3）循环热效率是循环功与吸热量之比，即热效率不仅与循环功有关，还与吸热量有关。因此，循环功越大，热效率不一定越高。 （4）可逆热机的热效率与其工作的热源温度有关，在相同热源温度的条件下，一切可逆热机的热效率都相等。 （5）系统温度的升高可以通过对系统作功来实现，例如气体的绝热压缩过程，气体温度是升高的。 （6）T Q dS δ>>系统经历不可逆放热过程，熵可能减小；系统经历不可 逆循环，熵不变。只有孤立系统的熵只能增加。系统经历绝热不可逆过程，熵一定增大。 （7）g f dS dS dS +=，而0≥g dS ，系统吸热，0>f dS ，所以熵一定增加；系统放热时，0

浅谈热力学第一和第二定律

论热力学第一和第二定律 内容提要：热力学第一和第二定律是热力学的最基本最重要的理论基础，其中热力学第一定律从数量上描述了热能与机械能相互转换时数量的关系。热力学第二定律从质量上说明热能与机械能之间的差别，指出能量转换是时条件和方向性。在工程上它们都有很强的指导意义。 关键字：热力学第一定律热力学第二定律统计物理学哲学 热现象是人类最早接触的自然现象之一。从钻木取火开始，人类对热的利用和认识经历了漫长的岁月，直到近三百年，人类对热的认识才逐步形成一门科学。 在十八世纪初期，由于煤矿开采工业对动力抽水机的需求，最初在英国出现了带动往复水泵的原始蒸汽机。后来随着工业的发展，随着对动力得更高要求，人们不断改进蒸汽机，从而导致蒸汽机效率的不断提高。特别是1763~1784年间英国人瓦特对当时的原始蒸汽机作出的重大改进，这次改进直接推动了工业革命，是人类的生产力水平得到很大提高。 随着蒸汽机的广泛应用，如何进一步提高蒸汽机效率的问题变的日益重要。这样就促使人们人们对提高蒸汽机热效率、热功转换的规律等问题的深入研究，从而推动了热力学的发展，其中热力学第一和第二定律便在这种发展中产生。 热力学第一定律：热力学的基本定律之一。是能的转化与守恒定律在热力学中的表现。它指出热是物质运动的一种形式，并表明，一个体系内能增加的量值△E（=E末-E初）等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和，可表示为△E＝W＋Q 。 对热力学第一定律应从广义上理解，应把系统内能的变化看作是系统所含的一切能量（如化学的、热的、电磁的、原子核的、场的能量等）的变化，而所作的功是各种形式的功，如此理解后，热力学第一定律就成了能量转换和守恒定律。在1885年，恩格斯把这个原理改述为“能量转化与守恒定律”，从而准确而深刻地反映了这一定律的本质内容。 同时热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造的。在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械, 这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，这种不需要外界提供能量的永动机称为“第一类永动机”。根据热力学第一定律这种装置显然无法制成。

热力学第二定律试题

热力学第二定律试题 (一)填空题(每题2分) 1气体经绝热不可逆膨胀，S 0 ;气体经绝热不可逆压缩，S 0 。(填＞、＜、=，下同) 2. 1mol单原子理想气体从P i、V i、T i等容冷却到P2、V、T2,则该过程的U 0 ，S 0 ，W 0 3. 理想气体的等温可逆膨胀过程中，S_J , G 0 , U 0 , H 0 。(填＞、＜、=) 4. imol液态水在373K、P0下汽化为水蒸气，则S_0 , G_0 , U_0 , H_0。(填＞、＜、=) 5 ?热力学第二定律告诉我们只有___________ 过程的热温商才与体系的熵变相目等，而不可逆过程的热温商 体系的熵变。 6 ?在等温等压，不作其它功的条件下，自发过程总是超着吉布斯自由能________ 的方向进行，直到自由 能改变量为零就达到了___________ 态。 (二)单项选择题 (每题1分) 7?根据热力学第二定律的表述，下列说法错误的是( ) (A) 第二类永动机服从能量守恒原理(B) 热不能全部转化为功而不引起其他变化 (C) 热不能全部转化为功(D) 从第一定律的角度看，第二类永动机允许存在 &关于自发过程方向性的说法错误的是( ) (A) 功可以自发的全部转变成热，但热却不能全部转化为功而不留下其它变化 (B) 一切自发过程都是不可逆过程(C) 一切不可逆过程都是自发过程 (D) 功转变成热和其它过程一样具有方向性 9.工作在393K和293K的两个大热源的卡诺热机，其效率为( ) (A) 83% (B) 25% (C) 100% (D) 20% 10.在可逆循环过程中，体系热温商之和是() (A) 大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 不能确定 11 .理想气体等温可逆膨胀过程，( ) (A) 内能增加(B) 熵不变(C) 熵增加(D) 内能减 少 12 .某体系在始态A和终态B之间有两条途径：可逆I和不可逆H,此时有( ) 13. 下列说法错误的是( ) (A) 孤立体系发生的任意过程总是向熵增大的方向进行 (B) 体系在可逆过程中的热温商等于体系熵变(C) 不可逆循环过程的热温商小于熵变 (D)体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商 14. 热力学第二定律的表达式为dS》Q/T环，则( ) (A) 始、终态相同时，不可逆过程的熵变小于可逆过程的熵变 (B) 如果发生某一过程，体系的熵变与热温商相等，则该过程为不可逆过程 (C) 对于孤立体系，dS＞0 (D) 在某些情况，可能有dS w Q/T环 15 . 300K时，1mol理想气体由A态等温膨胀到B态，吸热，所作的功为A到B等温可逆膨胀功的1/3，则体系的S^( ) -1 -1 -1 -1 (A) ?K(B) J ?K(C) ?K (D) J ?K 16. 2mol单原子理想气体，等压由300K升温至600K,其S%( ) -1 -1 -1 -1 (A) J ?K(B) J ?K(C) J ?K (D) J ?K 17?在标准压力时，苯的沸点为，1molC6H(l )完全汽化为同温同压下的苯蒸气。已知苯的正常汽化热为?K -1则过程的S^( ) -1 -1 -1 -1 (A) S A=S B (B) Q i /T = Q n /T (C) S i= S n (D) S i = Q II

(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。?U ，?H 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?H 1和?H 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h Q 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。

热力学第二定律习题详解

习题十一 一、选择题 1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ] （A ）由绝热线、等温线、等压线组成的循环； （B ）由绝热线、等温线、等容线组成的循环； （C ）由等容线、等压线、绝热线组成的循环； （D ）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案：D 解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能实现的，故本题答案为D 。 2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于1。乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于2 1 1T T -。丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机的效率等于2 1 1T T - 。对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [ ] （A ）甲、乙、丙、丁全对； （B ）甲、乙、丙、丁全错； （C ）甲、乙、丁对，丙错； （D ）乙、丁对，甲、丙错。 答案：D 解：效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律，由此可以判断A 、C 选择错误。乙的说法是对的，这样就否定了B 。丁的说法也是对的，由效率定义式2 1 1Q Q η=-，由于在可逆卡诺循环中有2211Q T Q T =，所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于21 1T T -。故本题答案为D 。 3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，此过程中气体的 [ ] （A ）内能不变，熵增加； （B ）内能不变，熵减少； （C ）内能不变，熵不变； （D ）内能增加，熵增加。 答案：A 解：绝热自由膨胀过程，做功为零，根据热力学第一定律2 1V V Q U pdV =?+?，系统 内能不变；但这是不可逆过程，所以熵增加，答案A 正确。 4．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的[ ]