热力学第一定律复习题

1、其次章热力学第肯定律,系统：隔离系统；封闭系统；放开系统环境：在系统以外与系统亲密相关局部状态：系统的全部物理性质和化学性质的综合表达系统及 状态状态及状态函数状态函数类型：广度量；强度量热力学性质）L特性：转变值只与始、末态有关而与详细途径无关；不同状态间的转变值具有加和性。即殊途同归，值变相等；周而复始，其值不变。热力学平衡：热平衡；力学平衡；相平衡；化学平衡厂恒压过程（p始二终二p环）T旦温过不呈（T始=7*终=71环）单纯的p7V变化 恒容过程（V后V终）状态变化4 及过程状态变化4 及过程溶解及混合 相变化:化学变化绝热过程（Q = 0）I节流过程（H=0, Q=0）（抱负气体（IG

2、）系统：0=Qp=/H= nmdT; AH = npCpnidTC dT w=p 夕卜(V2-V1);系统状态变化时，计算系统与环境间交换的能量L。二（常压下，分散相：WO； （/”）抱负气体焦尔试验：结论：9U/3V）lO; （2）推论：UiG=f；HiG=g （T）恒温过程W=-Q =07V变化pdV = -nRTnV2/V,(可逆)恒容过程：W=0； Qv=/U= n绝热过程：Q=0； （/=不行逆（恒外压）：71Cv,m（乃力）=P（V2-V1） 可逆:”金,（笃G =*-册）系统与环境 间交换能量 的计算（封闭 系统，Wf=Q）0致冷1节流膨胀：Q=0； =（）； 2T=（d77dp

3、）H =0 7不变（例如抱负气体）J 0致热溶解烯及混合焰：标准摩尔溶解焰、稀释焰、混合焰的定义及计算。Qp=W=-p勺 相变化 。=一丫I相变焰与温度关系:二RT（气相视为IG）弋0,常压下分散态间相变化）泣区）=M/W）+， 卢反响进度定义、标准摩尔生成焰和标准摩尔燃烧焰的定义。 摩尔反响熔的定义：二/1I化学变化 标准摩尔反响焰的计算： Hn （7；） = SVBAyH,;z （B,T）恒压反响热与恒容反响热的关系：Qp=Qv+ZvB（g）RTI基希霍夫公式：（与詈）广冏）=、（、+；：.,“打（热（Q）：系统与环境间由于温差而交换的能量。是物质分了无序运动的结果。是过程量。热力学第 肯

4、定律及P2)1.抱负气体经过焦-汤节流膨胀过程，那么(a) AH0(b) AL/0(c) A50(d) A/?0(答案)c对于抱负气体H=f(D，”不变，了亦不变，AU=O).实际气体经节流膨胀后，下述哪一组结论是正确的(a) QvO, A=0,A0(b) Q = 0, = 0,0(c) Q = Q, AH05 Ap0(d) Q = 0, A=0, Ap0,那么此反响（a）吸热（b）放热（c）无热效应（d）吸放热不能确定/ A H（答案）d , 十广/熊 （B） = A,CE ai b（假设产物与反响物的AC0,上式只能告知我们此反响热效应随反响温度提升而增加，但不能 告知我们在某一确定温度下

5、反响是吸热，还是放热）计算题1 mol单原子分子相负气体初始状态为25, 101 325 Pa经受AU=O的可逆变化后，体积为初始状态的2倍。请计算Q,卬和AH。 TOC o 1-5 h z 解：因二（）所以 7=0, W=-/:/?71n（V2/Vi-1718kJ2。二一W二1718J, AH=O3Imol抱负气体在300K下，Idn?定温可逆地膨胀至lOdn?,求此过程的Q、卬、AU及 八H。解：抱负气体定温可逆过程VinW = -nRT In= -1X8.314X300 xln = 5743 JV21L抱负气体定温下/U=0, AH=O2. q= -w=5743J1Imol某抱负气体，C

6、p,m=29.36J Kr mo，在绝热条件下，由273K、100 kP膨胀到 203K、10 kPa,求该过程 Q、W、AH解：抱负气体绝热过程 Q = 0,因此U = nCVmdT = nCpm-R)dT=IX (29.36-8.314) X (203-273) =-1473.22 J 2AH= f n CP,mdT = IX 29.36X (203-273) =-2055.2 J 211W=AU= -1473.22 J某抱负气体Cv,m=(3/2)R。今有该气体5moi在恒容下温度提升50。求过程的W,Q, 和儿解：抱负气体恒容升温过程。n = 5mol, Cv,m = (3/2) R

7、TOC o 1-5 h z qv = AU = n Cvfm AT 5X1. 57?X50 = 3. 118kJ2W=01 = AU + nRA T = n Cp,m T二 n (Cv,n+ RT= 5X2. 57?X50 = 5. 196kJ2系统由相同的始态经过不同途径到达相同的末态。假设途径a的Qa=2.078kJ, Wa二一 4.157kJ；而途径 b 的 Qb=0.692kJ。求 Wb.热力学能变只与始末态有关，与详细途径无关，故AUa= AUb由热力学第肯定律可得Qa + Wa = Qb + WbJ Wb = Qa + Wa Qb= -1.387kJ一个人每天通过新陈代谢作用放出1

8、0 460 kJ热量。(1)假如人是绝热体系，且其热容相当于70 kg水，那么一天内体温可提升到多少度？(2)实际上人是开放体系。为保持体温的恒定，其热量散失主要靠水分的挥发。假设37 时水的汽化热为2405.8 JgL那么为保持体温恒定，一天之内一个人要蒸发掉多少水分？(设 水的比热为4.184 JgKi)(答案)(1) AT=Q/(mc)= 10 460X103J/(70 X 103g) X (4.184 J-gK-1)=35.9 K3T=(35.7+310.2)K=345.9K(2)加尸Q/A”=10 460X 103j/(2405.8X l()3j .k-i)= 4.35 kg2有一气

9、体抵抗外压202. 65kPa使其体积从10L膨胀到20L,从环境汲取了 1255J的热量, 求此气体内能的变化？解：在外压恒定的状况下所做的功为：W = -p(y2 匕)=-202.65xlO3x(20-10)xl0-3 = -2026.5 J 2依据热力学第肯定律，=0,/可以得出3 G仆胜 1255+ (-2026.5) =-771. 5J1 mol水在100C, 下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为抱负气体)，然后等温可逆 膨胀到 0.5p,计算全过程的 AU, AWo 373.15K, pe) = 40.67kJ-moF1 o解：过程为等温等压可逆相变+抱负气体等温可逆膨胀，对后一步

10、小均为零。2AH = Hm = 40.67kJ, U=H-(pV) = 37.57kJ 10.某抱负气体的金川111101-1=25.52+8.2乂10-3(7710(c) AUvO, AH0其和AH的值肯定是(b)=A/7 = 0(d) t/ = 0, 大于、小于或等于零不确定 (答案)d以下关系式A U可逆A U不行逆I Q可逆I I Q不行逆I正确的选项是(a) (D，(2)(b)(c) (3), (4)(d)以下关系式A U可逆A U不行逆I Q可逆I I W不行逆I(4)(。可逆-W可逆) (Q不行逆-W不行逆)，(3)，环境对体系作最小功。)环境对体系作最小功。)(答案)b (等温

11、可逆过程中，体系对环境作最大功,9 .抱负气体自由膨胀过程中. W=0,。0, AU0, AH=0(c). W0, /U=0, AH=0. W0, Q=0, /U0, AH0(d). W=0,(2=0, /U=0, AH=0(答案)d (什么叫自由膨胀).如以下图所示，体系从状态A变化到状态B,经受两条不同的途径，下式中那个不正确?Q=Q；叱=吗Qx+Wx =Q2+W2U=U2； NH=、H?+AH2 =八。2 +八口(答案)a.体系的以下各组物理量中都是状态函数的是:(a)T, p, K Q ；(b) m,匕,Cp9 / ；(c)T, p, K, n ；(d) T, p, U,川。(答案)c

12、.体系的状态转变了，其内能值(a)必定转变(b)必定不变(c)不肯定转变(d)状态与内能无关(答案)c.体系进行一次循环过程(a) W=0(b) Q = W(c) Q=0(d) U=0(答案)b.以下哪个封闭体系的内能和焰仅是温度的函数(a)抱负溶液(b)稀溶液(c)全部气体(d)抱负气体(答案)d.下面各组热力学函数或其组合中，都是容量性质的是(c) p, pV, H(d) U, H, V(答案)d.在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门翻开，并接通电源使其工作，过一 段时间之后，室内的平均气温将如何变化？(a)提升(b)降低(c)不变(d)不肯定(答案)a.状态函数的性质(a)确定

13、值不知(b)相互独立(c)都有偏摩尔量(d)变化值仅取决于始末态(答案)d (p,T确实定值可知).指出以下过程中的可逆过程(a)摩擦生热(b)室温、标准压力下一杯水蒸发为同温同压下的汽(c) 373K,标准压力下一杯水蒸发为汽(d)手电筒中干电池放电使灯泡发亮(答案)cIniol抱负气体经受可逆绝热过程，功的计算式有以下几种，其中哪一个是错误的(a) Cv(TW(b) CP (T2-TO(c) (PM- P2V2)/(lD(d) R(TT2)/(r-l)(答案)bAU=WnCv(T2-Tl) = W/ pV7 = c.w =(P2% PM)1-7.第一类永动机不能制造胜利的缘由是(a)能量不

14、能制造也不能毁灭(b)实际过程中功的损失无法避开(c)能量传递的形式只有热和功(d)热不能全部转换胜利(答案)a.对于功，下面的说法中不正确的选项是(a)在系统对环境做功或环境对系统做功时，环境中肯定会留下某种痕迹(b)功的量值与系统的始末态有关(c)无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动(d)广义功=广义力义广义位移。系统做功时，“广义力”是指环境施予系统的力; 环境做功时，“广义力”是指系统施予环境的力(答案)d.对于抱负气体，下述结论中正确的选项是:(c)(d)(dH/dT)v= 0(dHldT)p= 0(dH/dT)p= 0 (3H/9V)尸 0(OH/SV)/= 0 (dH

15、/dp)r= 0 (dH/dV)T= 0 (dH/dp)T= 0(答案)d.将某抱负气体从温度Ti加热到“。假设此变化为非恒压过程，那么其焰变应为何值?(a) ”=()(b) AH=Cp(T2-T)(c) ”不存在(d) 等于其它值(答案)b.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度(a)肯定提升(c)肯定不变(b)肯定降低(d)不肯定转变(答案)a.热力学第肯定律/U=Q+W只适用于(a)单纯状态变化(b)相变化(b)化学变化(d)封闭物系的任何变化(答案)d.热力学第肯定律仅适用于什么途径:(a)同一过程的任何途径(b)同一过程的可逆途径(c)同一过程的不行逆途径(d)不同过程的任何途

16、径(答案)a(系统从某状态变化到另一状态的经受，称作过程；实现这一过程的详细步骤称为途径) 27.如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略 有提升，今以电阻丝为体系有：SOM绝热W=0, QvO, AU0(c) W0, Q0W=0, QvO, AU0(c) W0, Q0. W0, 20(d) . W0(答案)b(b)可逆化学反响(d)可逆电池放电(b)可逆化学反响(d)可逆电池放电.以下过程中AU=0的是(a)水向真空蒸发为蒸汽(c)绝热恒容的气体反响(答案)c.在一个循环过程中，物系经受了 i步变化(定义环境对体系作功定义为正)，那么(a) EQi-Q(b

17、) EQi27Wi=OXWi=O(d) XQi + XWi=O(答案)d.“封闭体系恒压过程中体系汲取的热量等于其焰的增量” ”，这种说法(a)正确(b)需增加无非体积功的条件(c)需加可逆过程的条件(d)需加可逆过程与无非体积功的条件(答案)b /二如(封闭体系，恒压，不做非体积功). AH =3此式适用于以下那个过程(a)抱负气体从1013250 Pa抵抗恒定的101325 Pa膨胀到101325Pa(b) 0 , 101325 Pa下冰溶化成水(c)电解CuSOi水溶液气体从(298K, 101325 Pa)可逆变化到(373K, 10132. 5 Pa)(答案)b.当体系将热量传递给环

18、境之后，体系的焰(a)必定削减(b)必定增加(c)必定不变(d)不肯定转变(答案)d.对于以下的四种表述(1)由于/二如，所以只有等压过程才有AH(2)由于/ = Qp ,所以在也具有状态焰数的性质(3)公式AH =初只适用于封闭体系(4)对于封闭体系经受一个不作其它功的等压过程，其热量只打算于体系的始态和终 态上述诸结论中正确的选项是(a)(1) (4)(b)(3) (4)(c)(2) (3)(d)(1) (2)(答案)b.盖斯定律包含的两个基本问题是(a)热力学第肯定律和状态函数的基本特征(b)热力学第肯定律和热的基本性质(C)内能变化和焰变的基本性质(d)等压热效应和等容热效应的性质(答

19、案)a (什么叫盖斯定律).关于焰的性质，以下说法中正确的选项是(a)焙是系统内含的热能，所以常称它为热焰(b)焰是能量，它遵守热力学第肯定律(c)系统的焰值等于内能加体积功(d)焰的增量只与系统的始末态有关(答案)d (H = U+pV, AH - Qp (封闭体系，恒压，不做非体积功).恒容下，肯定量的抱负气体，当温度提升时内能将(a)降低 增加(c)不变 (d)增加、削减不能确定(答案)b.在非等压过程中加热某体系，使其温度从，升至4吸热Q,那么此过程的焰增量为:(a) 、H=Q(b) A/7=0(c) = +(/? V)(d) ”等于别的值(答案)c. dU=C,dT及尸适用的条件完整地说应是(a)等容过程(b)无化学反响和相变的等容过程(c)组成不变的均相系统的等容过程(d)无化学反响和相变化且不做非体积功的任何等容过程及无反响和相变而且系统内 能只与温度有关的非等容过程(答案)d.当某化