物化习题课-1-答案

1、物理化学习题讨论课（一）物理化学习题讨论课（一）热一律、热一律、 热二律热二律一、指出下列公式的适用条件一、指出下列公式的适用条件)() 1 (pVUH 任何热力学系统的任何过程任何热力学系统的任何过程理想气体的定温摩尔反应理想气体的定温摩尔反应热力学系统的定温过程热力学系统的定温过程封闭系统定温定压的可逆过程封闭系统定温定压的可逆过程组成不变、组成不变、W0的定压变温的定压变温过程；或组成不变、过程；或组成不变、W0的理的理想气体变温过程想气体变温过程 RTgUHBmrmr)() 2( STHG ) 3() 4(WG dTCHp) 5(二、一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供电。二、一绝

2、热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供电。问在下列情况下，问在下列情况下，Q、W及及U的值是正、负、或零？的值是正、负、或零？系统系统电池电池电阻丝电阻丝*水水电阻丝电阻丝水水电阻丝电阻丝电池电池环境环境电阻丝电阻丝水水水水电池电池电阻丝电阻丝电池电池电池电池水水QWU* 表示通电后电阻丝及水温升高。并假定电池放电表示通电后电阻丝及水温升高。并假定电池放电无热效应。无热效应。0000三、一个绝热气缸，有一理想活塞（无重量、无摩三、一个绝热气缸，有一理想活塞（无重量、无摩擦）。其中含有理想气体，内壁绕有电阻丝。通电擦）。其中含有理想气体，内壁绕有电阻丝。通电时，气体就慢慢膨胀。因为是一等压过程，时

3、，气体就慢慢膨胀。因为是一等压过程，Qp=H；又因为是绝热体系，又因为是绝热体系，Qp=0；所以；所以H=0。该结论对。该结论对吗，为什么？吗，为什么？ 答：不对，答：不对，H 0。 （1）以气体为系统：）以气体为系统： Qp=H；但；但Qp 0，所以，所以H 0。（2）以气体及电阻丝为系统：）以气体及电阻丝为系统：Qp=0；但；但W 0， Qp H，所以，所以H 0。四、设一气体经过如图四、设一气体经过如图AB C A的可逆过程，的可逆过程，应如何在图上表示下列各量：应如何在图上表示下列各量：（1）系统净做功；）系统净做功；（2）B C过程的过程的U ；（3） B C过程的过程的Q。pVAB

4、CU =0Q = 0解答：解答：（1）系统净做功等于）系统净做功等于ABCA所围面积所围面积 SABCA；（2） UAB + UBC + UCA = 0， UAB = 0 UBC = UCA = WCA；（3） QBC =UBC WBC = WCA WBC = (WCA +WBC )五、进行下述过程时，体系的五、进行下述过程时，体系的U、H、S及及G何何者为零？者为零？(1)非理想气体的卡诺循环非理想气体的卡诺循环 (2)处于平衡处于平衡T,p下的纯物质相变下的纯物质相变(3)隔离系统的任何过程隔离系统的任何过程(4)绝热可逆过程绝热可逆过程(5)恒压下，恒压下，W=0的绝热过程的绝热过程 均

5、为零均为零G0U0；S0；H0；根据基本方程式根据基本方程式dU=TdS pdV 可知：可知：0ln VnRddVVnRdVTpdS六、理想气体向真空膨胀过程六、理想气体向真空膨胀过程 dT=0，则，则dU = 0，并有并有-pdV=W=0。根据基本方程式。根据基本方程式dU=TdS pdV 可知：可知：TdS=0，所以过程的，所以过程的 dS=0 ，即此过程熵不变。上述推，即此过程熵不变。上述推理及结论是否正确？理及结论是否正确？答：不正确。答：不正确。 W=0 ,而而 - pdV W，因此，因此 - pdV 0 dU=0； TdS pdV 12lnVVnRS 七、试判断七、试判断（1）水）

6、水(25，101kPa) 气气(25，101kPa)此过程的此过程的G是大于、小于、还是等于零？该过程是否自发？是大于、小于、还是等于零？该过程是否自发？（2）若将）若将25的水放在大气中，水便会自动蒸发，此现象与上的水放在大气中，水便会自动蒸发，此现象与上述结论是否矛盾？述结论是否矛盾？pe=101kPa答答：(1) G 0；过程非自发。；过程非自发。（2）不矛盾。）不矛盾。)(,25)(,2522gOHpClOHpC )(*,25)(*,2522gOHpClOHpC01 G02 G VdpG30*ln3 ppnRTGG （1）中，当）中，当p(H2O)为为101 kPa p* ，根据平衡的移动原理，根据平衡的移动原理分析。蒸气过饱和，则蒸气自动凝结至