期中考试讲解

期中考试讲解一、选择题(共20题40分)1下述哪一种说法错误?(A)焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量

(B)只有在某些特定条件下,焓变ΔH才与体系吸热相等

(C)焓是状态函数

(D)焓是体系能与环境能进行热交换的能量

显然不对2.当体系将热量传递给环境之后,体系的焓：

(A)必定减少(B)必定增加(C)必定不变(D)不一定改变3.一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1,V2，则：

(A)V1>V2(B)V1<V2(C)V1=V2(D)无法确定4.恒压下,无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而:(A)增加(B)减少(C)不变(D)不一定

H=U+PV(D)(D)(A)(A)5.对于下列的四种表述：

(1)因为ΔH=Qp，所以只有等压过程才有ΔH

(2)因为ΔH=Qp，所以Qp也具有状态函数的性质

(3)公式ΔH=Qp只适用于封闭体系

(4)对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：

(A)(1)，(4)(B)(3)，(4)(C)(2)，(3)(D)(1)，(2)(B)6.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后,其温度:

(A)一定升高(B)一定降低

(C)一定不变(D)不一定改变(AorD)7.对于一定量的理想气体，下列过程可能发生的是：(1)对外作功，同时放热

(2)体积不变，而温度上升，并且是绝热过程，无非体积功

(3)恒压下绝热膨胀

(4)恒温下绝热膨胀

(A)(1),(4)(B)(2),(3)(C)(3),(4)(D)(1),(2)(A)8.

在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为：(A)100%(B)75%(C)25%(D)20%(D)

体积增加，压力不变，温度上升，又膨胀做功，绝热，Q=0，内能下降，温度降低，矛盾9.某定量均相纯流体从298K,10p恒温压缩时,总物系的焓增加,则该物系从298K,10p节流膨胀到邻近某一状态时,物系的温度必将：(A)升高(B)降低(C)不变(D)不能确定(A)10.有一高压钢瓶，打开阀门后气体喷出钢瓶外，当内、外压力相等时，关闭阀门，这时钢瓶内温度与外界温度相比(A)升高(B)降低(C)不变(D)不能确定11.在隔离系统中发生一个变化，则ΔU和ΔH的变化值为(A)ΔU>0，ΔH>0(B)ΔU<0，ΔH<0(C)ΔU=0，ΔH=0(D)ΔU=0，ΔH不能确定（B）（D）12.在270K和标准大气压力下，一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰，则系统和环境的熵变分别为(A)ΔSsys>0，ΔSsur>0(B)ΔSsys<0，ΔSsur>0(C)ΔSsys<0，ΔSsur<0(D)ΔSsys>0，ΔSsur<0（B）钢瓶内气体做功，绝热，内能下降，温度降低恒温压缩时,总物系的焓增加，(H/V)T<0

(H/P)T>0,<0,所以节流膨胀，温度反而升高。13.298K时，1mol理想气体从1000KPa等温可逆膨胀至100KPa，则ΔG的值等于(A)-0.04KJ(B)-12.4KJ(C)-1.24KJ(D)-5.7KJ（D）14.1mol单原子理想气体从同一始态298K和200KPa出发，分别经如下三个过程达到相同的终态体积，终态体积为原来体积的2倍：（1）等温可逆膨胀，做功W1，（2）绝热可逆膨胀，做功W2，（3）抗恒外压膨胀，做功W3。三个功之间大小的关系为W1>W2>W3(B)W2>W1>W3(C)W1>W3>W2(D)W3>W1>W2W1=-nRTLn2=-1718J,W3=-P(V2-V1)=nRT/2=-1239J

对于W2，先求P2，P2=P1（V1/V2)5/3=0.3P1V2=2V1所以T2=0.6T1=180KW2=3/2R（T2-T1)=-1471J15.理想气体符合如下哪个公式？(A)(T/p)s=V/Cv(B)(T/p)s=V/Cp(C)(T/p)s=V/R(D)(T/p)s=V（A）（B）(T/p)s=(V/S)p=(V/T)p/(S/T)p=NRT/pCp=V/Cp(V/T)p

=nR/p(S/T)p=(H/T)p

/(H/S)p=Cp/T16.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则下列说法正确的是：B(A)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定(B)从同一始态出发，不可能达到同一终态(C)若绝热膨胀至同一终态体积时，不可逆过程的终态温度较低(D)若绝热压缩至同一终态压力时，不可逆过程的终态温度较低17.在等温条件下将1molN2(g,pө)与1molAr(g,pө)混合，混合气最后压力为2pө时混合过程的熵变为ΔS1；混合气最后压力仍为pө时混合过程的熵变为ΔS2，则：

A(A)ΔS1

＜ΔS2(B)ΔS1=ΔS2(C)ΔS1

＞ΔS2 (D)不能确定18.在pө和298K时，C2H5OH(l)的ΔcHmө=1366.9kJ·mol-1，CO2(g)和H2O(l)的ΔfHmө分别为393.5kJ·mol-1和285.9kJ·mol-1，若2.0mol的C2H5OH(l)在氧弹中燃烧，其热效应QV为

C(A)1364.4kJ (B)1364.4kJ (C)2728.8kJ (D)2728.8kJ19.理想气体等温过程的ΔAC(A)>ΔG (B)<ΔG (C)=ΔG (D)不能确定20.若某实际气体的状态方程为pV(1p)=nRT，273K时将0.5mol该气体压力由1013.25kPa减至101.325kPa，已知在上述压力范围内，系数为一常数（

=9.277×10-6kPa-1）。试求G为：

B1.3kJ (B)2.6kJ(C)5.2kJ (D)10.4kJG=VdP=nRTdp/p(1-BP)=nRT

(dp/p-d(1-BP)/(1-BP)=nRT[(lnP2/P1)-Ln[(1-BP2)/Ln(1-BP1)]]=-2.6KJ二、计算题(共6题60分)21.某理想气体从始态(p1，V1，T1)经由(1)1A2；(2)1B2；(3)1DC2三种途径的准静态过程变到终态(p2，V2，T2)，如下图所示。试求各途径变化时体系的功W、热Q及热力学能改变ΔU的表达式。假定其热容为常数，图中所标注的p，V，T均为已知。(本题10分)(1)Q1=CV(TAT1)+Cp(T2TA)(1分)W1=

p2(V2V1)ΔU1=Q1+W1=CV(T2T1)(3)ΔU3=CV(T2T1)(1分)W3=(p2V2p1V1)/(γ1)=CV(TCT1)Q3=ΔU3

W3=CV(T2TC)ΔU2=CV(T2T1)W2=

RTln(V2/V1)Q2=ΔU2

W2=CV(T2T1)+RTln(V2/V1)22.1mol单原子理想气体，始态p1=200KPa，T1=273K，沿P/V=a（a为常数）的可逆途径，压缩至终态压力为400KPa。计算该过程的V1，V2，T2，Q，W，ΔU，ΔH和ΔS。根据理想气体状态方程：V1=nRT1/p1=0.0113m3,V2=P2V1/P1=0.0226m3T2=P2V2/nR=1087KΔU=nCv,m(T2-T1)=10.15kJΔH=nCp,m(T2-T1)=16.92kJW=

==-3.39kJQ=ΔU-W=13.54kJΔS=nRlnP1/P2+nCp,mlnT2/T1=22.96JK-123.1mol的O2气（273.15K，101.325kPa）与3mol的N2气（373.15K，101.325kPa）在绝热条件下混合，终态压力为101.325kPa，若O2和N2均视为理想气体，试计算隔离系统的总熵变，设Cp,m(O2)=Cp,m(N2)=R。(本题10分)解：设终态温度为T，则

Cp,m(O2)(T-273.15K)=(3mol)Cp,m(N2)(373.15K-T)因为

Cp,m(O2)=Cp,m(N2)=

R解得:T=348.15K将绝热条件下的上述理想气体的混合过程设计为如下可逆过程：ΔS1=ΔS1(O2)+ΔS1(N2)=1mol×

Rln(348.15K/273.15K)+3mol×

Rln(348.15K/373.15K)=1.006J·K-1ΔS2=ΔS2(O2)+ΔS2(N2)=n(O2)Rln[p1(O2)/p2(O2)]+n(N2)Rln[p1(N2)/p2(N2)]=1mol×Rln(pө/0.25pө)+3mol×Rln(pө/0.75pө)=18.70J·K-1(1分)因为是绝热条件下混合,所以ΔS环=0所以ΔS孤立=ΔS体系=ΔS1+ΔS2=19.71J·K-1

24.请证明下列关系式：

（10分）

(1)(U/V)T=T(p/T)V-p(2)(U/V)p=Cp(T/V)p-p(1)因为dU=TdS-pdV所以(U/

V)T=T(S/V)T-p=T(p/T)V-p(2)(U/V)p=(H/V)p-p=(H/T)p/(V/T)p–p=Cp

(T/V)p–P25.有人发明了一种装置,可使压缩空气分为两股：一股变冷,一股变热,若空气Cp,m=29.3J·K-1·mol-1,设热量不传递到环境,试判断该装置是否可能?绝热体系ΔS环=0据

ΔS=Rln(p1/p2)+Cpln(T2/T1)ΔS1=Rln4+29.3J·mol-1·K-1×ln(263/298)ΔS2=Rln4+29.3J·mol-1·K-1×ln(338/298)可得ΔS体=ΔS1+ΔS2=23.1J·K-1>0

ΔS隔离=ΔS体+ΔS环>0该装置可能26.设某气体的状态方程为pV=n(RT+