热力学第一定律试题

热力学第一定律试题

(一）填空题(每题２分）

１。1—1—1-9 理想气体等温可逆膨胀过程，ΔＵ０，ΔH 0,Q ０， W ０. （填>、=、<)

2.1-１-1-1１气体分子数增加的反应,在恒容无非体积功的条件下，ΔU ΔH,ΔH Q,ΔU Q，W ０。（填>、=、<）

3．1-1—１-9 将热量Q传给一定量的理想气体，（1)若体积不变，则这热量转变为;（２）若

温度不变，则这热量转变为；（３)若压力不变，则这热量转变为。

4．1-１－1-9 在一个绝热箱内装有浓硫酸和水，开始中间用隔膜分开,然后弄破隔膜，使水和浓硫酸混合，以水和浓硫酸为体系,则Q 0，W 0，ΔＵ 0。（填〉、=、〈）

5。1-１－１-13 1ｍoｌ液态苯在298K时置于恒容氧弹中完全燃烧,生成水和二氧化碳气体，同时放热3２6

４KJ·mol—１。则其等压燃烧热为。

6.1-1-1—13 反应C（石墨) ＋Ｏ2 ＣＯ2(g）的ΔH,是CＯ2(g）的热,是C（石墨)的

热.

7.1－1—１—9 有3molH2（可视为理想气体）,由29８K加热到423K,则此过程的ΔＵ为。

8。1-1—1-9 1ｍol双原子理想气体，从温度300K绝热压缩到50０Ｋ，则焓变为。

9。1-1—1－３体系经历不可逆循环后，ΔU 0，ΔH０。

（二)选择题（每题1分)

１0.１—4－2－1 有一敞口容器中放有水溶液，如果以此溶液为体系,则为:( ）

（A）孤立体系 (B）封闭体系（C）敞开体系（Ｄ) 绝热体系

1１.1—４－２－1把一杯水放在刚性绝热箱内，若以箱内热水及空气为体系,则该体系为：（）（A）敞开体系（B）封闭体系（C)孤立体系 (Ｄ）绝热体系

12.1—4－2-2 以下性质为容量性质的是( )

（A）温度（B) 密度 (C）压力 (D）体积

13。1—4-2-2 以下性质为强度性质的是( ）

（A）内能（B) 温度 (C）体积（D）焓

14．1-４—2-３下列不符合热力学平衡状态含义的叙述是( ）

（A) 系统内各部分之间及系统与环境间有不平衡作用力存在（B）系统内部各处温度相同，且不随时

间变化

（C) 当系统内有化学反应发生并达到平衡时,系统的物质组成不随时间变化

(D) 系统内相数及各相组成不随时间变化

15．1—４－２-３有关状态函数的描述不正确的是（）

（A）状态一定,值一定; （B) 在数学上有全微分的性质;

(Ｃ) 其循环积分等于零；（D）所有状态函数的绝对值都无法确定。

16．1-4-2－9 理想气体等温膨胀,环境将热传给系统，则系统的（）

（A）ΔH<0，ΔU>0 （B）ΔＨ>0,ΔU〈0 （C）ΔH＜０，ΔU〈０（D)

ΔＨ=0,ΔＵ=０

17．1—4-2－6 下列表示式中正确的是（）

(A）等压过程，ΔH=ΔＵ+ PＶ（B)等压过程，ΔH =0

(C) 等压过程，ΔH =ΔU + V P （Ｄ）恒容过程，ΔＨ=0

18．1—4-2-１4 在绝热钢弹中,发生一个放热的分子数增加的化学反应，则（）

(A）Ｑ〉0,Ｗ＞0,ΔU ＞0 （B） Q=０,W=0,ΔU〉0

（Ｃ） Q=0，W=０，ΔU =0 （Ｄ) Q<0，Ｗ〉0，ΔU〈0

19．1－4—2-9 某理想气体发生一绝热不可逆过程，下列关系式不成立的是（）

(A) PVγ＝常数（B） dＵ= －δＷ (C） dＵ= C v dT （Ｄ) PＶm=RT

2０。1—4—2－3 系统经历一循环过程以后,有( ）

（A) 系统和环境复原了 (B) 系统复原了，环境未复原

(Ｃ） 系统和环境均未复原 （D) 系统复原了,环境不确定

21.1-4－２-5 下列叙述正确的是( )

(A) 等温可逆过程，环境对体系作最大功 （B) 等温可逆过程，体系对环境作最小功

（C) 等温不可逆膨胀过程中，不可逆程度越大，体系所作的功越少

（D) 等温不可逆压缩时,不可逆程度越大,环境作的功越少

22。1－4-２－8 当体系向环境传递热量时，体系内能将( ）

(A) 增加 (B ） 减少 (C ） 不变 (D ） 无一定规律

23。1—４-２－９ 下列判断正确的是( ）

(A ） １P 0

下,27３．２Ｋ的水结冰,因温度不变，故ΔU =0 （B ） 理想气体等温膨胀过程，ΔＵ =0

(C) 理想气体等温膨胀,体积增大,内能增加，ΔＵ >０

（D ） Z ｎ与H ２SO 4（稀）生成氢气的反应始终在298K 下进行，故ΔU =０

24.１—４—2－8 热力学第一定律以ｄU ＝Q —Pd Ｖ表达时,使用条件为（ ）

（A ） 理想气体可逆过程 （B ）封闭体系只作膨胀功的过程

(C ） 理想气体,等压过程 （D ） 封闭体系，等压过程

25．1-4-2-9 理想气体的焓是（ ）

(A) Ｖ的函数 (Ｂ) Ｐ的函数 (Ｃ） T 的函数 (D) m 的函数

26。1-4—2-９ 1ｍol 理想气体由同一始态出发,分别经(1）等温可逆压缩，（2）绝热压缩到与（1）相同压力的状态,以H ?1和H ?2分别表示（1）和(2)过程焓变值，则( ）

（Ａ)ΔH １〉ΔH ２ (B ）ΔH １〈ΔH 2 (C) ΔH 1＝ΔH 2 （D) 缺少条件,难以判断

２７。１-4－2-9 对于理想气体,用等压热容C p 计算ΔH 的适用范围为（ ）

(A) 只适用于无相变、无化学变化的等压变温过程 （Ｂ） 只适用于无相变、无化学变化的等容变温过程

（C ） 适用于无相变、无化学变化的任意过程 （D) 以上答案均不正确

２8。１-４-2—６ 下列说法正确的是（ ）

（A ） 因ΔＨ=Q p ，所以只有等压过程才有ΔH （B ） ΔH=Q ｐ，所以ＱP 也是状态函数

（Ｃ）ΔＨ =Q p 只适用于等压不作非体积功的封闭体系 （Ｄ）ΔH =Q p 适用于任何体系

２9．1－4－２—6 对于理想气体，用等容热容ＣV 计算ΔU 的适用范围为（ ）

(A ） 只适用于无相变、无化学变化的等压变温过程 （Ｂ) 只适用于无相变、无化学变化的等容变温过程

（C ） 适用于无相变、无化学变化的任意过程 (D ） 以上答案均不正确

3０.１—4—2—6下列说法正确的是（ )

（A) 因U=Q V ,所以只有等容过程才有U （B) U=Q Ｖ，所以Q V 也是状态函数 （C ） Ｕ=Q V 适用于任何体系

(D ） 体系中无相变、无化学变化的变温过程,无论等容或等压，均可用U ＝C V dT 计算U

３1．1-4－2—11 对于2H 2 +O 2 =＝2H ２O 反应，反应进度=1mol 表示( )

（Ａ)A 有1mol 水生成 （B) 完成了一个单位的化学反应

（C) 完成了两个单位的化学反应 (Ｄ） 指单位时间内生成了１mo ｌ水

３2.１－4—2－11 对于反应进度，下面表述正确的是（ ）

(A) 反应进度与反应方程式的写法有无关 （B) 对于指定反应，反应进度与物质的选择有关

（C ） 反应进度与反应完成的程度有关 (D) 反应进度与物质的量具有相同的量纲

33．1-4—2-12 有关盖斯定律的说法，不正确的是( ）

(A) 它是热力学第一定律的直接结果 (B ） 它的内容表明化学反应的Q P 或ＱV 是状态函数

（Ｃ) 用它进行热化学计算必须具有等容或等压、无非体积功条件

(D) 用它使热化学方程式进行线性组合，可以计算某些无法测定的反应热

34.1—4—2—１4 基尔霍夫定律的基本内容阐述了化学反应的热效应与（）

(A）压力的关系（B）体积的关系（C) 温度的关系(D）热容的关系

３５．1—4－2—１3 燃烧热的定义是1mol物质完全燃烧的热效应，那麽对甲烷来说被氧化成( ）(A) 液态水、二氧化碳气体(Ｂ) 水蒸气、二氧化碳气体

(C）冰、二氧化碳气体 (Ｄ) 液态水、一氧化碳气体

36.1-４—2—1３Ｈ２的标准摩尔燃烧热与下列那一物质的标准生成热相等（）

（A） H2O（g） (Ｂ) H2O（l) （C） H2O（ｓ）（D）都不是

3７。1—4-2-9某理想气体恒压作功的表示式是（）

(A） -Ｐ（Ｖ2—Ｖ1) (Ｂ）—ｎP（V 2－ V1) （C）—nRＴln（V2/Ｖ1) (Ｄ）—ＲT n 38.1－４-2－9 过程方程式 PVγ=Ｋ只能适用于（）

（A) 等温过程(B）绝热过程（C) 绝热可逆过程（D) 等压过程

39。1-4—2—10 1mｏｌ液态水在37３K和1。013×１０5Pa下蒸发,其内能为３８28１J,则焓变为（）（A） 41382J (B） 418４０J (C) 3５18０J (D） 38740Ｊ

（三）简答题（每题2分）

40.１－6-3—1 根据道尔顿分压定律Ｐ=ΣP B 可见，压力具有加和性，属于容量性质。此结论正确吗?为什麽？

4１.1—6—３—9 气缸内有一定量理想气体,反抗一定外压绝热膨胀，则Q P＝H=0,此结论对吗?为什麽？

42.1—６－3－６指出公式,H =Q P,U ＝ Q V的适用条件？

43．1—6—3—３状态函数的特点是什麽？

４4.1—6-3-8 在一个绝热箱内有一隔板将绝热箱分为A、B两部分,问(1)若Ａ内有气体,B为真空，当隔板抽出后，Ｑ、W、U变化如何?(２）若A、B内都有气体，但压力不等，当隔板抽出后，Q、Ｗ、Ｕ又将如何变化？

(四)计算题（每题8分)

４5。1－6—3—9 在压力为1.0１3×105Pa下，一定量理想气体由10dm3膨胀到16dm3,并吸热700Ｊ,求W与U?４6.１-6—3－9 今有0。4ｍol的氮气,假设为理想气体，在1。01３×105Pa下加热，使其温度有298K升至36８K,加热时保持体积不变，求过程的Ｑ、W、Ｕ、H。已知：C V，m=20．92J·Ｋ-1·moｌ—１，ＣP，m＝29。29J·Ｋ-1·moｌ—１。

47．1-6—３-9 今有0。4mｏl的氮气，假设为理想气体,在1。01３×105Pa下加热，使其温度有298K升至36８K,加热时保持压力不变。求过程的Q、W、U、H。已知:C V，m＝20.92J·K—1·mｏl-1，ＣP，m=29。29J·K-１·moｌ-１。

4８.1－6—3-13 已知：甲烷气体的等压摩尔燃烧热为—8。9×105J·mｏｌ－１，氢气的等压摩尔燃烧热为—２。8６×10５J·moｌ-１，碳（石墨）的等压摩尔燃烧热为－3.93×105J·ｍoｌ－1。求甲烷的等压摩尔生成热?

49．1—6-3—1０计算373.２K,1Ｐ0时，1mol水蒸发时的U。已知：水的蒸发热为40.67KＪ·mｏl-1，假设水蒸气为理想气体，并由于V m,g＞>V m，l，液体水的体积可忽略不计.

5０．1-６—3-9 在2７3.2K和１0１3。25Kpa时，取1０。０0dm3的单原子理想气体.等温可逆膨胀到最终压力为１０1。325Kpa。计算过程的Q、W、Ｕ、H。

51.1-6-4-9 在273。2K和1013.25Kpa时,取１０.00dｍ3的单原子理想气体。绝热可逆膨胀到最终压力为１０1。3２5Kｐａ.计算过程的Q、W、Ｕ、Ｈ。

热力学第一定律答案及评分标准

（一）填空题（每题２分） １．Ｕ =0，H ＝0，Q ＞0， Ｗ〈0 ２．U

3.(1）内能;（2）体积功;（3）焓 4。Ｑ=0；Ｗ=0；U =0

5. —３268KJ·moｌ—1 6．生成热；燃烧热

7。７.７9KJ 8.5．82ＫＪ 9．U =0；H =0。

（二）选择题(每题1分）

10． C 11。 C 12. D 13． B 14. Ａ 15. D 1６。 Ｄ １7． A １8． C １９。Ａ 2０。D 2１．C 22。D 2３.B 2４．Ｂ 25．C 2６.B 2７．C ２８。C ２９．C 30．Ｄ 31。B 32．D 33。B ３4.C 35。Ａ 36。Ｂ 37．Ａ 3８．C ３9。A

（三）简答题（每题2分）

４0．不正确。因为加和性是指同一热力学平衡体系中,某物理量的数值与体系中物质的数量成正比，而在道尔顿分压定律中分压P Ｂ的物理意义是指在同一温度下B 组分单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力,总压P 与分压P B 不是同一热力学平衡体系中的物理量，且与物质的数量不成正比。所以，P ＝ΣＰB 不属于具有加和性,压力为强度性质.

41．不正确.这只是一个抗恒外压过程，不是等压过程,且绝热膨胀时，Ｑ =0，不是Q P =０,绝热膨胀后,P 2〈P １，Ｔ2

U = ＱV 适用条件：封闭体系、无非体积功的等容过程；

43．体系有确定的状态，状态函数就有定值;体系状态改变时，状态函数改变值取决于体系的始态、终态；体系恢复到原来状态,状态函数也恢复到原值.需注意的是,一个指定的状态有确定的状态函数值，但是不同状态允许有某一状态函数值相同。

４４．（1)Q=0,W=0，Ｕ=0 ;(２）Q ＝0,W=0，U=０=0.

（四）计算题（每题8分）

4５．解:()()J V V P W 6081010101610013.133512-=?-???-=--=--外 (３分)

J Q 700= (2分） J W Q U 92608700=-=+=? （3分）

46。解:等容过程0=W (2分) ()()?=-??=-===?2

18.58529836892.204.012,,T T m V m V V J T T nC dT nC Q U （４分）

()()?=-??=-==?2

11.82029836829.294.012,,T T m P m P J T T nC dT nC H （２分) 4７.解:等压过程

()()()J

T T nR V V P W 8.232298368314.84.01212-=-??-=--=--=外 （２分） ()()?=-??=-===?2

11.82029836829.294.012,,T T m P m P P J T T nC dT nC Q H （4分)

J W Q U 3.5878.2321.820=-=+=? (2分）

48.解：

()()152,2,1086.2,,-??-=?=?mol J g H H l O H H C m f m (１

分） ()()1

5,2,1093.3,,-??-=?=?mol J C H g CO H C m f m 石墨 (1分） 反应CH ４ (g) + 2O 2 (ｇ) === CO 2 (g ） + 2H 2Ｏ （l ）的热效应为C Ｈ4（g ）的燃烧热，即： ()1

54,109.8,-??-=?=?mol J g CH H H C m m (２分） 因为：

()()()()g CH H g O H g CO H l O H H H f m f m f m f m m ,,2,,24,2,2,2,?-?-?+?=? 所以：()()()()m f m f m f m f m H g O H g CO H l O H H g CH H ?-?-?+?=?,2,,2,2,2,2,4, ()J g CH H f m 45554,105.7109.801093.31086.22,?-=?+-?-??-=? （4分）

４9.解：该过程为等温等压可逆相变过程. KJ Q 67.4067.401=?= (３分） ()J nRT PV V V P W g l g 31010.32.373314.81?-=??-=-=-=--= （3分） KJ W Q U 57.3710.367.40=-=+=? (2分）

５0。解：气体物质的量为:mol RT PV n 461.42.273314.810101025.10133

3=????==- （2分）

0=?U ，0=?H （３分) KJ P P nRT W 33.23325.10125.1013ln 2.273314.8461.4ln 12-=???-=-= (2分） KJ W Q 33.23=-= （1分)

5１．解：气体物质的量为：mol RT PV n 461.42.273314.810101025.10133

3=????==- （１分）

绝热过程：0=Q

355.15.2==R R γ 3531121281.391010dm V P P V =?=???? ??=γ （2分） K nR V P T 8.108314.8461.41081.3910325.10133222=????==- ()()J R T T nC U m V 91462.2738.1085.1461.412,-=-??=-=? (２分) ()()J R T T nC H m P 152432.2738.1085.2461.412,-=-??=-=? （2分) J U W 9146-=?= （1分）

热力学第一定律试题

热力学第一定律试题 （一）填空题（每题2分） 1．1-1-1-9 理想气体等温可逆膨胀过程，ΔU 0，ΔH 0，Q 0，W 0。 (填>、=、<) 2．1-1-1-11 气体分子数增加的反应，在恒容无非体积功的条件下，ΔU ΔH，ΔH Q，ΔU Q，W 0。(填>、=、<) 3．1-1-1-9 将热量Q传给一定量的理想气体，（1）若体积不变，则这热量转变为；（2）若温度不变，则这热量转变为；（3）若压 力不变，则这热量转变为。 4．1-1-1-9 在一个绝热箱内装有浓硫酸和水，开始中间用隔膜分开，然后弄破隔膜，使水和浓硫酸混合，以水和浓硫酸为体系，则Q 0，W 0，ΔU 0。(填>、=、<) 5．1-1-1-13 1mol液态苯在298K时置于恒容氧弹中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264KJ·mol-1。则其等压燃烧热为 。 ．1-1-1-13 反应C(石墨) + O2 CO2(g)的ΔH，是CO2(g)的热，是C(石墨)的热。 7．1-1-1-9 有3molH2(可视为理想气体)，由298K加热到423K，则此过程的ΔU为。 8．1-1-1-9 1mol双原子理想气体，从温度300K绝热压缩到500K，则焓变为。 9. 1-1-1-3 体系经历不可逆循环后，ΔU 0，ΔH 0。 （二）选择题（每题1分） 10．1-4-2-1 有一敞口容器中放有水溶液，如果以此溶液为体系，则为：（） (A) 孤立体系 (B) 封闭体系 (C) 敞开体系 (D) 绝热体系 11．1-4-2-1把一杯水放在刚性绝热箱内，若以箱内热水及空气为体系，则该体系为：（） (A) 敞开体系 (B) 封闭体系 (C)孤立体系 (D)绝热体系 12．1-4-2-2 以下性质为容量性质的是（） (A) 温度 (B) 密度 (C) 压力 (D) 体积 13．1-4-2-2 以下性质为强度性质的是（） (A) 内能 (B) 温度 (C) 体积 (D) 焓 14．1-4-2-3下列不符合热力学平衡状态含义的叙述是（） (A) 系统内各部分之间及系统与环境间有不平衡作用力存在 (B) 系统内部各处温度相同，且不随时间变化

07热力学第一定律习题解答

第七章 热力学第一定律 一 选择题 1. 图为质量一定的某理想气体由 初态a 经两过程到达末状态c ，其中 abc 为等温过程，则 （ ） A ．adc 也是一个等温过程 B ．adc 和abc 过程吸收的热量相等 C ．adc 过程和abc 过程做功相同 D ．abc 过程和adc 过程气体内能变化相同 解：热量和功均是过程量，内能是状态量。 故答案选D 。 2. 有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气， 另一个盛有氢气，（看成刚性分子），它们的压强和 温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气的温 度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦 气传递热量是 ( ) A ． 6J B. 5J C. 3J D. 2J 选择题1图

解：氦气是单原子分子，自由度为3，氢气是双原子分子，自由度为5。根据理想气体的状态方程，两种气体的摩尔数相同。容器容积不变，气体吸收的热量全部转化为内能。再根据理想气体的内能公式，使氦气也升高同样的温度，应向氦气传递热量是3J。 答案选C。 3. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出( ) A.气体所作的功 B.气体内能 的变化 C.气体传给外界的热量 D.气体的质 量 解答案：B 4. 已知系统从状态A经某一过程到达状态B，过程吸热10J，系统内能增量为5J。现系统沿原过程从状态B返回状态A，则系统对外作功是

( ) A. -15J B. -5J C. 5J D. 15J 解 热力学第一定律的表达式W U Q +?=，系 统从A 态经某一过程到达B 态时系统做的功为 5510=-=?-=U Q W J 。因此当系统沿原过程 从B 态返回A 态时，系统对外做功为-5J 。 因此答案选B 。 5. 用公式T C U V ?=?m ,ν计算理想气体内能增 量时，此式 ( ) A. 只适用于准静态的等体过程 B. 只适用于一切等体过程 C. 只适用于一切准静态过程 D. 适用于一切始末态为平衡态的过程 解 答案选D 6. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压 膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的 热量之比W / Q 等 于 ( )

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。

2.2热力学第一定律对理想气体的应用

§2.2 热力学第一定律对理想气体的应用 2．2．1、等容过程 气体等容变化时，有=T P 恒量，而且外界对气体做功0=?-=V p W 。根据 热力学第一定律有△E=Q 。在等容过程中，气体吸收的热量全部用于增加内能，温度升高；反之，气体放出的热量是以减小内能为代价的，温度降低。 p V i T C n E Q V ???= ??=?=2 式中 R i T E v T Q C V ?=??=?=2)(。 2．2．1、等压过程 气体在等压过程中，有=T V 恒量，如容器中的活塞在大气环境中无摩擦地自 由移动。 根据热力学第一定律可知：气体等压膨胀时，从外界吸收的热量Q ，一部分用来增加内能，温度升高，另一部分用于对外作功；气体等压压缩时，外界对气体做的功和气体温度降低所减少的内能，都转化为向外放出的热量。且有 T nR V p W ?-=?-= T nC Q p ?= V p i T nC E v ??=?=?2 定压摩尔热容量p C 与定容摩尔热容量V C 的关系有R C C v p +=。该式表明：1mol 理想气体等压升高1K 比等容升高1k 要多吸热8.31J ，这是因为1mol 理想气体等压膨胀温度升高1K 时要对外做功8.31J 的缘故。 2．2．3、等温过程 气体在等温过程中，有pV =恒量。例如，气体在恒温装置内或者与大热源想

接触时所发生的变化。 理想气体的内能只与温度有关，所以理想气体在等温过程中内能不变，即△E =0，因此有Q=-W 。即气体作等温膨胀，压强减小，吸收的热量完全用来对外界做功；气体作等温压缩，压强增大，外界的对气体所做的功全部转化为对外放出的热量。 2．2．4、绝热过程 气体始终不与外界交换热量的过程称之为绝热过程，即Q=0。例如用隔热良好的材料把容器包起来，或者由于过程进行得很快来不及和外界发生热交换，这些都可视作绝热过程。 理想气体发生绝热变化时，p 、V 、T 三量会同时发生变化，仍遵循=T pV 恒 量。根据热力学第一定律，因Q=0，有 )(21122V p V p i T nC E W v -=?=?= 这表明气体被绝热压缩时，外界所作的功全部用来增加气体内能，体积变小、温度升高、压强增大；气体绝热膨胀时，气体对外做功是以减小内能为代价的，此时体积变大、温度降低、压强减小。气体绝热膨胀降温是液化气体获得低温的重要方法。 例：0.020kg 的氦气温度由17℃升高到27℃。若在升温过程中，①体积保持不变，②压强保持不变；③不与外界交换热量。试分别求出气体内能的增量，吸收的热量，外界对气体做的功。 气体的内能是个状态量，且仅是温度的函数。在上述三个过程中气体内能的增量是相同的且均为： J T nC E v 6231031.85.15=???=?=?

热力学第一定律练习题

第2章 《热力学第一定律》练习题 一、思考题 1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程所做的功是否一样 2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应， (3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同 3. 在298 K ， kPa 压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。 二、填空题 1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。 2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。 3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。 4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。 5. 某化学反应：A(l) + (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容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。 6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。 7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ?? = ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________； (2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。 10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p H V ???= ????kPa 。 11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V U p ???= ????m 3 。

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△ U=Q V，△ H=Q，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。AU，JH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A U =Q +W，它不仅说明热力学能(△□、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△ H=q=O 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 MQ所以△ H MQ。 (6、某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q i,焓变为AH。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Q2,焓变为AH， 则AH|= AH2° 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：Hi和?汨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W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。 Q h

物理化学热力学第一定律习题答案

物理化学热力学第一定 律习题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第二章 热力学第一定律 2-1 1mol 理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W 。 解：体系压力保持恒定进行升温，即有P 外=P ，即反抗恒定外压进行膨胀， J T nR nRT nRT pV pV V V p W amb 314.8)(121212-=?-=+-=+-=--= 2-2 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a 的Q a =2.078kJ ，W a = -4.157kJ ；而途径b 的Q b = -0.692kJ 。求W b 。 解：应用状态函数法。因两条途径的始末态相同，故有△U a =△U b ，则 b b a a W Q W Q +=+ 所以有，kJ Q W Q W b a a b 387.1692.0157.4078.2-=+-=-+= 2-3 4mol 某理想气体，温度升高20℃，求△H -△U 的值。 解： 方法一： 665.16J 208.3144 )20()( 2020,,20,20,=??=-+==-= -=?-?? ? ? ? ++++T K T nR nRdT dT C C n dT nC dT nC U H K T T K T T m V m p K T T m V K T T m p 方法二：可以用△H=△U+△(PV)进行计算。 2-4 某理想气体, 1.5V m C R =。今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50℃，求过程的W ，Q ，△H 和△U 。 解：恒容：W=0； kJ J K nC T K T nC dT nC U m V m V K T T m V 118.33118503145.823 550 ) 50(,,50,==???=?=-+==?? + kJ J K R C n T K T nC dT nC H m V m p K T T m p 196.55196503145.82 5 5 50)()50(,,50,==???=?+==-+==?? + 根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=△U=3.118kJ

热学(秦允豪编)习题解答第四章-热力学第一定律

普通物理学教程《热学》（秦允豪编） 习题解答 第四章 热力学第一定律 4.2.1 解： ?-=21V V PdV W C T = （1）()RT b v P =- b v RT P -= ???? ??---=--=?b v b v dv b v RT W i f v v f i ln （2） ??? ??-=v B RT Pv 1 ??? ??-=v B RT P 1 ???? ??-+-=??? ??--=? i f i f v v v v BRT v v RT dv v B RT W f i 11ln 1 4.2.2 应用（4.3）式 ?-=21V V PdV W 且 k PiV PV i ==γγ γγ-=V V P P i i 故有：f i f v v i i V Vi i i V V P dV V V P W γ γ γγγ----=-=? 111 () ()i i f f i f i i V P V P V V V P --=--=--111 111γγγγγ （应用了γγf f i i V P V P =） 4.4.2 （1） 2v a b v RT P --= ???+--=-=dv v a dv b v RT Pdv W 2 a V V b V b V RT ???? ??--???? ??---=121211ln （2）d v a cT u +-=2当C V =时， V V V dt du dT dQ C ??? ??=??? ??= ∴C C V = T C CdT Q T T ?==?21 4.4.3 水蒸气的凝结热即为定压状况下单位质量物质相变时吸收（或释放）的热量，在等压下此值即为比焓变化，即： ()kJ h m H l V 4.244459.1000.2545-=--=?-=?= （系统放热）

物理化学第二章热力学第一定律练习题含答案(新)

第二章练习题 一、填空题 1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、 。 2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。容量性质表现 体系的特征，与物质的数量有关，具有性。 3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、 、。 4、体系状态发生变化的称为过程。常见的过程有、 、、、。 5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是 。 6、气体各真空膨胀膨胀功W= 0 7、在绝热钢瓶中化学反应△U= 0 8、焓的定义式为。 二、判断题（说法对否）： 1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。（√） 2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。（χ） 4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（χ） 错。只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P 5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。（√） 6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ ) 7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能

不变。( √ ) 三、单选题 1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ） A 、T、P、V、Q B 、m、W、P、H C、T、P、V、n、 D、T、P、U、W 2、对于内能是体系的单值函数概念，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下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ） A体系状态确定后，状态函数的值也确定 B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定 C经循环过程，状态函数的值不变 D状态函数均有加和性 4、下列叙述中正确的是（ A ） A物体温度越高，说明其内能越大B物体温度越高，说明其所含热量越多C凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热 D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热 5、下列哪一种说法错误（ D ） 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△H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

热力学第一定律选自测题+答案

1、对于理想气体的内能有下述四种理解： (1) 状态一定，内能也一定 (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，内能一定跟着改变 其中正确的是： ( D ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 2、下面陈述中，正确的是： ( C ) (A) 虽然Q和W是过程量，但由于Q V =ΔU，Q p=ΔH，而U和H是状态函数，所以Q V和Q p是状态 函数 (B) 热量是由于温度差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少 的低温物体 (C) 封闭体系与环境之间交换能量的形式非功即热 (D) 两物体之间只有存在温差，才可传递能量，反过来体系与环境间发生热量传递后, 必然要 引起体系温度变化 4、"压强",即物理化学中通常称为"压力"的物理量,其量纲应该是什么 (A) (A) 动量 (B) 力 (C) 动能 (D) 加速度 面积·时间面积·时间面积·时间面积·质量 5、一体系如图，隔板两边均充满空气(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知p右 0 (C) Q > 0 W < 0 ΔU > 0 (D)ΔU = 0 , Q＝W≠ 0 8、对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是： (D) 热力学第一定律，上课有例 题

热力学第一定律习题1

第一章 热力学第一定律 一 . 选择题： 1. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将 ( ) (A) 降低 (B) 增加 (C) 不变 (D) 增加、减少不能确 定 2. 在一刚性的绝热箱中，隔板两边均充满空气，(视为理想气体)，只 是两边压力不等， 已知 P右< P左，则将隔板抽去后应有 ( ) (A) Q = 0 W = 0 △U = 0 (B) Q = 0 W < 0 △U > 0 (C) Q > 0 W < 0 △U > 0 (D) △U = 0 , Q ＝ W ≠ 0 3. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入 锌块和盐酸， 发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则 ( ) (A) Q < 0 , W = 0 , △rU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , △rU < 0 (C) Q < 0 , W > 0 , △rU = 0 (D) Q < 0 , W > 0 , △rU < 0 4. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧， 则 C6H6(l) + (15/2)O2(g) = 6CO2+ 3H2O(g) ( ) (A) △U = 0 , △H < 0 , Q = 0 (B) △U = 0 , △H > 0 , W = 0 (C) Q = 0 , △U = 0 , △H = 0 (D) Q = 0 , △U ≠ 0 , △H ≠ 0 5. 1mol，373K，标准压力下的水经下列二个不同过程达到 373K，标准

压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发 (2) 真空蒸发，这二个过程中功和热 的关系为( ) (A) W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2 (C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q2 6. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外相等 时关闭活塞， 此时筒内温度将 ( ) (A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 无法判定 7. 封闭体系从 1 态变 B 态，可以沿两条等温途径: （甲）可逆途径 （乙）不可逆途径 则下列关系式 ⑴ △U可逆> △U不可逆 ⑵ W可逆 > W不可逆 ⑶ Q可逆 > Q不可逆 ⑷ ( Q可逆 - W可逆) > ( Q不可逆 - W不可逆) 正确的是 ( ) (A) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(4) ８. 化学反应在只做体积功的等温等压条件下，若从反应物开始进行反 应，则此反应 (A) 是热力学可逆过程 (B) 是热力学不可逆过程 (C) 是否可逆不能确定 (D) 是不能进行的过程 9. 1mol 单原子理想气体从 298K，202.65kPa 经历 ① 等温 ② 绝 热 ③ 等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的 2 倍，所作的功分 别为 W1,W2,W3，三者的关系是 ( ) (A) W1> W2> W3 (B) W2> W1> W3 (C) W3> W2> W1 (D) W3> W1> W2

热力学第一定律习题解答

1 第七章热力学第一定律 一选择题 1. 图为质量一定的某理想气体由初态a经两过程到达末状态c，其中abc为等温过程，则（） p a 也是一个等温过程adcA．过程吸收的热量相等和abcB．adcb 过程做功相同过程和abcC．adcd c 过程气体内能变化相同过程和adcD．abcV ：热量和功均是过程量，内能是状态量。解图选择题1。故答案选D（看成刚性分有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气，2. 的热量传给氢气，使氢气的温度升高，如果使5J子），它们的压强和温度都相等，现将) 氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量是( 2J D. 3J B. 5J C. A．6J 。根据理想，氢气是双原子分子，自由度为5解：氦气是单原子分子，自由度为3气体的状态方程，两种气体的摩尔数相同。容器容积不变，气体吸收的热量全部转化为3J。再根据理想气体的内能公式，使氦气也升高同样的温度，应向氦气传递热量是内能。C。答案选变化过如果不知是什么气体，变为状态B，的单原子分子理想气体从状态3. 1mol A ) 、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出( 程也不知道，但A气体内能的变化气体所作的功 B.A. 气体的质量气体传给外界的热量 D.C.B 答案：解 。5J10J，系统内能增量为已知系统从状态A经某一过程到达状态B，过程吸热4. ) ( 返回状态现系统沿原过程从状态BA，则系统对外作功是 D. 15J -5J C. 5J - A. 15J B. 态时系BA态经某一过程到达解热力学第一定律的表达式，系统从W?U?Q?态时，系统对态返回A J统做的功为。因此当系统沿原过程从B5??U?105??W?Q 。外做功为-5J 。因此答案选B?) ( 5. 用公式计算理想气体内能增量时，此式T???UC mV,只适用于准静态的等体过程A. 只适用于一切等体过程B. 只适用于一切准静态过程C. 适用于一切始末态为平衡态的过程D. 2 解答案选D 6. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于( )

热力学第一定律试题

热力学第一定律试题 (一）填空题(每题２分） １。1—1—1-9 理想气体等温可逆膨胀过程，ΔＵ０，ΔH 0,Q ０， W ０. （填>、=、<) 2.1-１-1-1１气体分子数增加的反应,在恒容无非体积功的条件下，ΔU ΔH,ΔH Q,ΔU Q，W ０。（填>、=、<） 3．1-1—１-9 将热量Q传给一定量的理想气体，（1)若体积不变，则这热量转变为;（２）若 温度不变，则这热量转变为；（３)若压力不变，则这热量转变为。 4．1-１－1-9 在一个绝热箱内装有浓硫酸和水，开始中间用隔膜分开,然后弄破隔膜，使水和浓硫酸混合，以水和浓硫酸为体系,则Q 0，W 0，ΔＵ 0。（填〉、=、〈） 5。1-１－１-13 1ｍoｌ液态苯在298K时置于恒容氧弹中完全燃烧,生成水和二氧化碳气体，同时放热3２6 ４KJ·mol—１。则其等压燃烧热为。 6.1-1-1—13 反应C（石墨) ＋Ｏ2 ＣＯ2(g）的ΔH,是CＯ2(g）的热,是C（石墨)的 热. 7.1－1—１—9 有3molH2（可视为理想气体）,由29８K加热到423K,则此过程的ΔＵ为。 8。1-1—1-9 1ｍol双原子理想气体，从温度300K绝热压缩到50０Ｋ，则焓变为。 9。1-1—1－３体系经历不可逆循环后，ΔU 0，ΔH０。 （二)选择题（每题1分) １0.１—4－2－1 有一敞口容器中放有水溶液，如果以此溶液为体系,则为:( ） （A）孤立体系 (B）封闭体系（C）敞开体系（Ｄ) 绝热体系 1１.1—４－２－1把一杯水放在刚性绝热箱内，若以箱内热水及空气为体系,则该体系为：（）（A）敞开体系（B）封闭体系（C)孤立体系 (Ｄ）绝热体系 12.1—4－2-2 以下性质为容量性质的是( ) （A）温度（B) 密度 (C）压力 (D）体积 13。1—4-2-2 以下性质为强度性质的是( ） （A）内能（B) 温度 (C）体积（D）焓 14．1-４—2-３下列不符合热力学平衡状态含义的叙述是( ） （A) 系统内各部分之间及系统与环境间有不平衡作用力存在（B）系统内部各处温度相同，且不随时 间变化 （C) 当系统内有化学反应发生并达到平衡时,系统的物质组成不随时间变化 (D) 系统内相数及各相组成不随时间变化 15．1—４－２-３有关状态函数的描述不正确的是（） （A）状态一定,值一定; （B) 在数学上有全微分的性质; (Ｃ) 其循环积分等于零；（D）所有状态函数的绝对值都无法确定。 16．1-4-2－9 理想气体等温膨胀,环境将热传给系统，则系统的（） （A）ΔH<0，ΔU>0 （B）ΔＨ>0,ΔU〈0 （C）ΔH＜０，ΔU〈０（D) ΔＨ=0,ΔＵ=０ 17．1—4-2－6 下列表示式中正确的是（） (A）等压过程，ΔH=ΔＵ+ PＶ（B)等压过程，ΔH =0 (C) 等压过程，ΔH =ΔU + V P （Ｄ）恒容过程，ΔＨ=0 18．1—4-2-１4 在绝热钢弹中,发生一个放热的分子数增加的化学反应，则（） (A）Ｑ〉0,Ｗ＞0,ΔU ＞0 （B） Q=０,W=0,ΔU〉0 （Ｃ） Q=0，W=０，ΔU =0 （Ｄ) Q<0，Ｗ〉0，ΔU〈0 19．1－4—2-9 某理想气体发生一绝热不可逆过程，下列关系式不成立的是（） (A) PVγ＝常数（B） dＵ= －δＷ (C） dＵ= C v dT （Ｄ) PＶm=RT

02章 热力学第一定律及其应用

第二章热力学第一定律及其应用 1. 如果一个体重为70kg的人能将40g巧克力的燃烧热(628 kJ) 完全转变为垂直位移所要作的功 ,那么这点热量可支持他爬多少高度? 2. 在291K和下,1 mol Zn(s)溶于足量稀盐酸中,置换出1 mol H2并放热152 kJ。若以Zn和盐酸为体系，求该反应所作的功及体系内能的变化。 3．理想气体等温可逆膨胀，体积从V1胀大到10V1，对外作了41.85 kJ的功，体系的起始压力为202.65 kPa。 (1)求V1。 (2)若气体的量为2 mol ,试求体系的温度。 4．在101.325 kPa及423K时，将1 mol NH3等温压缩到体积等于10 dm3, 求最少需作多少功？ （1）假定是理想气体。 （2）假定服从于范德华方程式。 已知范氏常数a=0.417 Pa·m6·mol-2, b=3.71× m3/mol. 5．已知在373K和101.325 kPa时，1 kg H2O（l）的体积为1.043 dm3,1 kg水气的体积为1677 dm3,水的 =40.63 kJ/mol 。当1 mol H2O(l),在373 K 和外压为时完全蒸发成水蒸气时，求 （1）蒸发过程中体系对环境所作的功。 （2）假定液态水的体积忽略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。 （3）假定把蒸汽看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。（4）求（1）中变化的和。 （5）解释何故蒸发热大于体系所作的功？ 6．在273.16K 和101.325 kPa时,1 mol的冰熔化为水，计算过程中的功。

已知在该情况下冰和水的密度分别为917 kg·m-3和1000 kg·m-3。 7．10mol的气体（设为理想气体），压力为1013.25 kPa,温度为300 K，分别求出等温时下列过程的功： （1）在空气中（压力为101.325 kPa）体积胀大1 dm3。 （2）在空气中膨胀到气体压力也是101.325 kPa。 （3）等温可逆膨胀至气体的压力为101.325 kPa。 8．273.2K，压力为5×101.325 kPa的N2气2 dm3,在外压为101.325 kPa下等温膨胀，直到N2气的压力也等于101.325 kPa为止。 求过程中的W,ΔU ，ΔH 和Q。假定气体是理想气体。 9．0.02kg乙醇在其沸点时蒸发为气体。已知蒸发热为858kJ/kg.蒸汽的比容为0.607 m3/kg。 试求过程的ΔU ，ΔH，Q，W（计算时略去液体的体积）。 10. 1× kg水在373K，101.325 kPa压力时，经下列不同的过程变为373 K， 压力的汽，请分别求出各个过程的W，ΔU ，ΔH 和Q 值。 （1）在373K，101.325 kPa压力下变成同温，同压的汽。 （2）先在373K，外压为0.5×101.325 kPa下变为汽，然后加压成373K，101.325 kPa压力的汽。 （3）把这个水突然放进恒温373K的真空箱中，控制容积使终态为101.325 kPa 压力的汽。 已知水的汽化热为2259 kJ/kg。 11. 一摩尔单原子理想气体，始态为2×101.325 kPa,11.2 dm3,经pT=常数的可逆过程压缩到终态为4×101.325 kPa，已知C(V,m)=3/2 R。求： （1）终态的体积和温度。 （2）ΔU 和ΔH 。 （3）所作的功。

第一章热力学第一定律练习题

第一章 热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．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。 8．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。 9．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。 10．一定量的理想气体，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。 11．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。 12．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。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。 16．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。 17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。 18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．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。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．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。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．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。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2， 则系统所做的功为 V p C C V p V p W =--=γγ，11122。 26．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(?U /?p )V = 0，(?U /?V )p = 0。 29．若规定温度T 时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下

热力学第一定律的内容及应用

目录 摘要 (1) 关键字 (1) Abstract: ...................................................................................... 错误！未定义书签。Key words .................................................................................... 错误！未定义书签。引言 (1) 1．热力学第一定律的产生 (1) 1.1历史渊源与科学背景 (1) 1.2热力学第一定律的建立过程 (2) 2.热力学第一定律的表述 (3) 2.1热力学第一定律的文字表述 (3) 2.2数学表达式 (3) 3.热力学第一定律的应用 (4) 3.1焦耳实验 (4) 3.2热机及其效率 (5) 总结 (7) 参考文献 (7)

热力学第一定律的内容及应用 摘要：热力学第一定律亦即能量转换与守恒定律，广泛地应用于各个学科领域。本文回顾了其建立的背景及经过，它的准确的文字表述和数学表达式，及它在理想气体、热机的应用。 关键字：热力学第一定律；内能定理；焦耳定律；热机；热机效率 引言 在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造，因为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。直至热力学第一定律发现后，第一类永动机的神话才不攻自破。本文就这一伟大的应用于生产生活多方面的定律的建立过程、具体表述、及生活中的应用——热机，进行简单展开。 1．热力学第一定律的产生 1.1历史渊源与科学背景 人类使用热能为自己服务有着悠久的历史,火的发明和利用是人类支配自然力的伟大开端,是人类文明进步的里程碑。中国古代就对火热的本性进行了探讨,殷商时期形成的“五行说”——金、木、水、火、土,就把火热看成是构成宇宙万物的五种元素之一。 北宋时刘昼更明确指出“金性苞水,木性藏火,故炼金则水出,钻木而生火。”古希腊米利都学派的那拉克西曼德（Anaximander,约公元前611—547) 把火看成是与土、水、气并列的一种原素,它们都是由某种原始物质形成的世界四大主要元素。恩培多克勒（Empedocles,约公元前500—430）更明确提出四元素学说,认为万物都是水、火、土、气四元素在不同数量上不同比例的配合,与我国的五行说十分相似。但是人类对热的本质的认识却是很晚的事情。18世纪中期,苏格兰科学家布莱克等人提出了热质说。这种理论认为,热是由一种特殊的没有重量的流体物质,即热质（热素）所组成,并用以较圆满地解释了诸如由热传导从而导致热平衡、相变潜热和量热学等热现象,因而这种学说为当时一些著名科学家所接受,成为十八世纪热力学占统治地位的

《热力学第一定律》作业

《热力学第一定律》习题与作业 ★1．1mol 单原子理想气体，R C m V 2 3,=，始态(1)的温度为273K ，体积为22.4dm 3，经历如下三步，又回到始态，请计算每个状态的压力、Q 、W 和U ?。 (1) 等容可逆升温由始态(1)到546K 的状态(2)； (2) 等温(546K)可逆膨胀由状态(2)到44.8 dm 3的状态(3)； (3) 经等压过程由状态(3)回到状态(1)。 ★2．在298K 时，有2mol N 2(g)，始态体积为15dm 3，，保持温度不变，经下列三个过程膨胀到终态体积为50dm 3，计算各过程的U ?，H ? ，W 和Q 的值。设气体为理想气体。 (1) 自由膨胀 (2) 反抗恒外压100kPa 膨胀 (3) 可逆膨胀 3．1mol 单原子理想气体，从始态：273K ，200kP a ，到终态：323K ，100kP a ，通过两个途径： (1) 先等压加热至323K ，再等温可逆膨胀至100kP a ； (2) 先等温可逆膨胀至100kP a ，再等压加热至323K 。 试计算各途径的U ?，H ? ，W 和Q 的值 ★4．1mol 单原子理想气体，从始态： 200kPa ，11.2dm 3，经p T ＝常数的可逆过程(即过程中p T ＝常数)，压缩到终态400kP a ，已知气体的R C m V 2 3,= 。试求： (1) 终态的体积和温度； (2) U ?和H ? ； (3) 所做的功。

★5．证明：P P p U V C p T T ??????=- ? ???????,并证明对于理想气体有0)(=??T V H ，0)(=??T V V C 6． 1mol N 2(g)，在298K 和200kPa 压力下，经可逆绝热过程压缩到5dm 3。试计算(设气体为理想气体)：N 2(g) 的最后温度；N 2(g) 的最后压力；需做多少功。 7．试计算乙酸乙酯的标准摩尔生成焓)15.298,,(523K l H COOC CH H m f Θ?： 已知CH 3COOH(l)+C 2H 5OH(l)=CH 3COOC 2H 5(l)+H 2O(l)， 120.9)15.298(-Θ?-=?mol kJ K H m r ，乙酸和乙醇的标准摩尔燃烧焓 )15.298(K H m c Θ?分别为154.874-?-mol kJ 和11366 -?-mol kJ ，CO 2(g)，H 2O(l)的标准摩尔生成焓分别为151.393-?-mol kJ 和183.285-?-mol kJ 。 ★8．某高压容器中含有未知气体，可能是氩气或氮气。今在298K 时，取出一些样品，从5dm 3绝热可逆膨胀到6dm 3，温度降低了21K ，试判断出容器中是何种气体？设振动的贡献可忽略不计。