热力学习题及答案

热力学习题及答案热力学习题及答案热力学习题及答案6.工作在100℃和25℃两个热源之间的卡诺热机的热机效率是a.20%;b.25%;c.75%;d.100%7.在-20℃和下101kPa下，过冷水结成冰，则系统、环境及总熵变为a.ΔS(系统)<0,ΔS(环境)<0,ΔS(总)<0；b.ΔS(系统)>0,ΔS(环境)>0,ΔS(总)>0；c.ΔS(系统)<0,ΔS(环境)>0,ΔS(总)<0；d.ΔS(系统)<0,ΔS(环境)>0,ΔS(总)>0；ad过冷水结冰是自发过程则:ΔS(总)>0;有序性增加则:ΔS(系统)<0;则:ΔS(环境)>0;8.在等温等压下发生不可逆电池反响，其计算公式为：〔2〕通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。6.工作在100℃和25℃两个热源之间的卡诺热机的热机效率是a.20%;b.25%;c.75%;d.100%7.在-20℃和下101kPa下，过冷水结成冰，则系统、环境及总熵变为a.ΔS(系统)<0,ΔS(环境)<0,ΔS(总)<0；b.ΔS(系统)>0,ΔS(环境)>0,ΔS(总)>0；c.ΔS(系统)<0,ΔS(环境)>0,ΔS(总)<0；d.ΔS(系统)<0,ΔS(环境)>0,ΔS(总)>0；ad过冷水结冰是自发过程则:ΔS(总)>0;有序性增加则:ΔS(系统)<0;则:ΔS(环境)>0;8.在等温等压下发生不可逆电池反响，其计算公式为：1）2）3）4）以上三种都不是

〔2〕(B)A→B的内能变化；(C)

C→A的内能变化(D)C→B的内能变化9．一定量的理想气体，经如下图的循环过程，A→B为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，则曲边梯形ACca的面积表示的功等于：(A)

B→C的内能变化；

〔C〕10.常压下

—10℃H2O(l)变成—10℃的冰，该过程中Gibbs自由能和焓的变化是：1)2）3）

4）

〔4〕11．以下计算熵变公式中，哪个是错误的：12．在-10℃、下，1mol水凝结成冰的过程中，以下哪个公式可以适用：(A)水在25℃、可逆蒸发为水蒸气：△S=△H/T

；(B)任意可逆过程：dS=(δQ/dT)R

；

(C)环境的熵变：dSSur=-Qsys/T；(D)在等温等压下，可逆电池反响：△S=△H/T(A)∆U=T∆S；

（B）∆S=(∆H-∆G)/T；

(C)∆H=T∆S+V∆p；

(D)∆GT,p=0。〔D〕〔B〕(A)

恒压过程；

(B)绝热过程；

(C)恒温过程；(D)可逆相变过程。13、

△S=△H/T适合于以下过程中的哪一个？〔D〕1.1×10-3kg水在373K，101325Pa的条件下汽化为水蒸气，有ΔU1,ΔH1和ΔG1；现把1×10-3 kg的H2O〔温度、压力同上〕放在真空箱中，控制体积，使终态蒸气压也为101325Pa，这时热力学函数变量为ΔU2，ΔH2和 ΔG2。问这两组热力学函数的关系为_______ΔU1=ΔU2,ΔH1=ΔH2,ΔG1=ΔG22.封闭系统，W’=0时，以下过程中ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG何者必为零。b.某物质的恒温、恒压可逆相变过程＿＿＿＿＿＿＿ΔUΔG全部三、简答1.关于公式ΔGT，p＝WR'的以下说法是否正确？为什么？

(2)“等温等压下只有体系对外做非体积功时G才降低〞；(1)“体系从A态到B态不管进展什么过程ΔG值为定值且一定等于W＇〞；答：(1)不对,只有在

T,p

一定的可逆过程中,体系的ΔGT，p才等于WR＇;在其它条件下,不可逆过程中ΔGT,p不等于WR＇。(2)不对,体系的吉布斯自由能是状态函数,假设GB＜GA，则由A至B的等温等压过程是自发的,但不管在实际过程中体系是否对外作非体积功,体系自由能都是降低的。2.263K的过冷水结成

263K的冰，ΔS＜0，与熵增加原理相矛盾吗？为什么？答：并不矛盾，熵增加原理适用条件是孤立体系或绝热体系，而上述过程并不具备这个特定条件，体系与环境间有热交换，不是孤立体系或绝热体系，ΔS可以小于零。而总熵会大于零的。

3．指出以下各过程中，物系的∆U、∆H、∆S、∆A、∆G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；

⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；

⑷H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸0℃、p时，水结成冰的相变过程；

⑹理想气体卡诺循环。(1)ΔU=ΔH=0；

(2)ΔH=0；

(4)ΔU=0；

(3)ΔS=0；

(5)ΔG=0；

(6)ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为0。1mol理想气体(CV,m=2.5R)在300K,101kPa下恒熵压缩到4×101kPa，再恒容升温到500K，最后恒压降温至400K,求整个过程的W、ΔS、ΔA及ΔG。Sm(300K)=20J·K-1mol-1T1=300KP1=101.3kPaT2P2=405.3kPaT3=500KP3T4=400KP4=P3ΔS1=0ΔV=0Δp=0解:例：纯A液体在360K的饱和蒸气压为81.06kPa,在此条件下,A(l)的摩尔气化热ΔvapHm=40kJ·mol-1.Cp,m(l)=75kJ·mol-1K-1Cp,m(g)=(30+10-2T/K)J·mol-1K-1Smθ(g,380K)=174.35J·K-1·mol-1假定A(g)为理想气体,忽略温度的变化对A(l)体积的影响.试计算以下始、末状态之间的ΔUm、ΔHm、ΔSm、ΔGm及ΔAmA(l,310K,81.06kPa)→A(g,380K,50.6625kPa)12解:A(l)T1=310Kp1A(l)T2=360Kp2=p1A(g)T3=T2p3=p2A(g)T4=380Kp4ΔH1=Cp,m(l)(T2－T1)=[75×(360－310)]J·mol-1=3750J·mol-1ΔH2=ΔvapHm=40kJ·mol-1

ΔHm=ΔH1+ΔH2+ΔH3kJ·mol-1Δ(pV)=p4V4－p1V1≈p4V4=nRT4=3.159×103J·mol-1ΔU=ΔH－Δ(pVkJ·mol-1ΔS1=Cp,m(l)ln(T2/T1)=11.215J·mol-1K-1ΔS2=ΔvapHm/T2=111.111J·mol-1K-112313ΔSm=ΔS1+ΔS2+

ΔS3J·mol-1K-1S4=Smθ(g,380K)+ΔS(pθ→p4)=Smθ(g,380K)+Rln(pθ/p4J·mol-1K-1S1=S4-ΔSmJ·mol-1K-1Δ(TSm)=T4S4－T1S1J·mol-1ΔGm=ΔHm-Δ(TSm)=-7.875kJ·mol-1ΔAm=ΔUm-Δ(TSm)=-11.034kJ·mol-114销钉p(环)=101.325kPaA2mol400K1013.25kPa1013.25kPa400K2molB绝热活塞固定导热隔板如下图，一带活塞(无质量，绝热)的绝热汽缸中放有一固定导热良好刚性隔板，此隔板将气缸分成左，右两室并分别放入A,B两种理想气体。开场时活塞用销钉固定，当