第一章 热力学第一定律作业题答案

§1第一章热力学第一定律

作业题目与习题答案

2. 已知37

3.15K，101.325kPa下1kgH2O(l)的体积为1.043dm3，1kg水蒸气的体积为1677dm3，水蒸发为水蒸气过程的蒸发热为2257.8 kJ·kg–1。此时若1mol 液体水完全蒸发为水蒸气，试求

（1）蒸发过程中体系对环境所做的功；

（2）假定液体水的体积忽略不计，蒸气可视为理想气体，求蒸发过程中的功及所得结果的相对误差；

（3）求（1）中变化的∆vap U m，∆vap H m。

解：(1) W=p∆vap V=101325⨯(1677-1.043)⨯10-3⨯0.018J=3057J；

(2) W=p∆vap V≅pV g=nRT=1⨯8.314⨯373.15J=3102J，

相对误差=(3102-3057)/3057=1.47%；

(3) ∆vap H m=Q p=2257.8⨯0.018 kJ·mol-1=40.64kJ·mol-1，

∆vap U m=∆vap H m- p∆vap V m =(40.64-3.057) kJ·mol-1=37.58kJ·mol-1。

3、1kg空气由25︒C经绝热膨胀降温至–55︒C。设空气为理想气体，平均摩尔质量为0.029kg·mol–1，C V,m = 20.92 J·K–1·mol–1，求Q、W、∆U、∆H。

解：

∆U=(W/M)C V,m∆T=[20.92⨯(-55-25)/0.029]J= -57.7kJ，

∆H=(W/M)C p,m∆T=[(20.92+8.314)⨯(-55-25)/0.029]J = -80.6kJ，

Q=0 ，W= -∆U=57.7kJ。

6、某理想气体热容比γ=1.31，经绝热可逆膨胀由1.01×105 Pa，3.0dm3，373 K 的初态降压到1.01×104 Pa，求

（1）终态气体的体积与温度；

（2）膨胀过程的体积功；

（3）膨胀过程的∆U与∆H。

解：

（1）由p1V1γ=p2V2γ可解得V2=17.40dm3；由P1V1/T1=p2V2/T2可解得T2=216.3K。

（2）因为C p-C V=nR，所以γ-1=nR/C V，即C V=nR/(γ-1)，所以

W= -∆U= -C V∆T= -nR(T2-T1)/(γ-1)=(p1V1-p2V2)/(γ-1)=4.11⨯102J （3）∆U= -411J，∆H=C p∆T=γ C V∆T=γ∆U= -538J。

7、1mol 单原子理想气体从2×101.325kPa ，11.2dm 3的初态经pT =常量的可逆过程压缩到压力为4×101.325kPa 的终态。求 （1）终态的体积与温度； （2）过程的∆U 与∆H ； （3）体系所做的功。 解：（1）由p 1V 1=nRT 1，可解得初态温度T 1=273K ；

由p 1T 1=p 2T 2，可解得终态温度T 2=136.5K ；

由p 2V 2/T 2=p 1V 1/T 1，可计算出终态体积V 2=2.8dm 3；

（2）∆U =(3/2)nR (T 2-T 1)=[1.5⨯1⨯8.314⨯(136.5-273)]J= -1702.3J

∆H =(5/2)nR (T 2-T 1)=[2.5⨯1⨯8.314⨯(136.5-273)]J= -2837.1J

（3）因为Tp =C （常数），所以V =nRT /p =CnRp -2，即d V = -2CnRp -3d p ，故

2

2

2211

1

11

21d 2d 2()2()2270J W p V CnR p p CnR p p nR T T ---==-=-=-=-⎰⎰。

11、当致冷机以环境为冷源时称为热泵。某动力-热泵联合体中热泵工作于100︒C 和20︒C （环境温度）之间，热机工作于1000︒C 和20︒C 之间，假如热泵，热机都是可逆的，在1000︒C 下每供给联合体1kJ 热量所产生的加工工艺热量（即100︒C 下联合体提供给的热量）是多少？ 解： 热机：H 0

H

H T T W Q T -=

=η， W =ηQ H （Q H 是热机从高温热源吸收的热量）；

热泵：0L 00

Q T W T T ==

-β； Q 0=βW （Q 0是热泵从环境吸收的热量）；

当Q H =1 kJ 时，热泵供给的热量即加工工艺热量，其值为：

Q L =Q 0+W =(β+1)W =(β+1) η Q H

=0H 0H 0L H H L 0H L 0H 1T T T T T T

Q Q T T T T T T --+=--⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭

=

373.159801kJ 3.59kJ 80

1273.15

⨯

⨯=

本题也可以用第二定律直接求解。令Q 0是热泵从环境吸收的热，Q 0'是热机向环境放出的热，Q x =Q 0-Q 0'是联合体自环境吸收的总热，经可逆循环过程，联合体做功W =Q H -Q L +Q x =0，且∆S 孤立=∆S 高温热源+∆S 低温热源+∆S 环境=

H L H

L

0x Q Q Q T T T -+-=，其中Q H =1kJ ，T H 、T L 、T 0均为已知，将以上两式联立消

去Q x ，可解出Q L =3.59kJ 。

14、利用改变偏导条件公式：

(

)()()()w z y w x x x z y y z y

∂∂∂∂=+∂∂∂∂ 导出（1）()[()]()p V V p U p V C T p T

T

T

∂∂∂=+-∂∂∂

（2）()[(

)]()V

p p V H V p C T V T

T T

∂∂∂=--∂∂∂ 解：

(1) V p V

T p V p

U U U V p V C T p T T V T T T ∂∂∂∂∂∂=+=+-∂∂∂∂∂∂⎡⎤⎛⎫⎛⎫

⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪

⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ (2) p V p V p V T H H H p V p C V T T T p T T T ∂∂∂∂∂∂=+=+-∂∂∂∂∂∂⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫

⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥ ⎪

⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣

⎦

18、在101325 Pa 下把极小的一块冰投入100g ，–5︒C 的过冷水中，结果有一定数量的水凝结为冰，而温度变为0︒C ，由于结冰过程很快，过程可视为绝热的。已知冰的熔化焓为333.5 J·g –1, 水的平均比热容为4.230 J·K –1·g –1，求析出冰的质量。

解：该过程恒压绝热，∆H =0，令有x g 冰析出，并设计如下过程：

(1)

(2)

(1)(2)

22225C 0C 0C

100gH O(l)

100gH O(l)

gH O(s)+(100)gH O(l)

H

H

x -x ∆∆-−−−→−−−→

其中（1）为恒压变温过程，（2）为恒温恒压可逆相变，于是有

∆H =∆H (1)+∆H (2)=[100⨯4.230⨯(5-0)+(-333.5)x ]J =0 J ，

解出 x =6.432，即有6.342g 冰析出。

20、根据下列热化学反应方程式求25︒C AgCl(s)的∆f H Ө m

（1）Ag 2O(s) + 2HCl(g) = 2AgCl(s) + H 2O(l)，∆r H Ө m (298.15K) = –324.72 kJ·mol –1 （2）2Ag(s) +12

O 2(g) = Ag 2O(s)， ∆r H Ө m (298.15K) = –30.59 kJ·mol –1 （3）12

H 2(g) +

12Cl 2(g) = HCl(g)， ∆r H Ө m (298.15K) = –92.30 kJ·

mol –1 （4）H 2(g) +1

2

O 2(g) = H 2O(l)， ∆r H Ө m (298.15K) = –285.85 kJ·mol –1

解：反应Ag(s)+(1/2)Cl 2(g)=AgCl(s)可用已知反应的线性组合(1/2)[(1)+(2)-(4)]+(3)表示，

所以25 ︒C时

∆f H∃m[AgCl(s)]=(1/2)[∆r H∃m,(1)+∆r H∃m,(2)-∆r H∃m,(4)]+∆r H∃m,(3)

= -127.03kJ·mol-1

21、21. 根据下列数据计算C3H8(g)的f m H

∆θ(298.15K)。

∆c HӨm(C3H8, g, 298.15K) = –2220 kJ·mol–1，

∆f HӨm(H2O, l , 298.15K) = –285.9 kJ·mol–1

∆f HӨm(CO2, g , 298.15K) = –393.5 kJ·mol–1

解：C3H8(g)的生成反应为：3C(石墨)+4H2(g)=C3H8(g)，所以298.15K时

∆f H∃m[C3H8(g)]=3∆c H∃m[C(石墨)]+4∆c H∃m[H2(g)]-∆c H∃m[C3H8(g)]

=3∆f H∃m[CO2(g)]+4∆f H∃m[H2O(l)]-∆c H∃m[C3H8(g)]

= -104.1 kJ·mol-1。

24、计算以下反应的∆r HӨm(383.15K)，

CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)

已知下述各物质的∆f HӨm(298.15K)及平均Cp,Өm

Cp,Өm /J·K–1·mol–1∆f HӨm /kJ·mol–1

CH4(g) 38.40 –76.0

CO2(g) 38.40 –393.5

H2O(g) 33.90 –241.5

O2(g) 29.70 0

解：反应：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)，298.15K时

∆r H∃m,298.15K=2∆f H∃m[H2O(g)]+∆f H∃m[CO2(g)]-∆f H∃m[CH4(g)]= -800.5 kJ·mol-1∆r C p∃m=2C p∃m[H2O(g)]+C p∃m[CO2(g)]-C p∃m[CH4(g)]-2C p∃m[O2(g)]

=8.4 J·K-1·mol-1

由基尔霍夫公式：∆r H∃m,383.15K=∆r H∃m,298.15K+∆r C p∃m(383.15-298.15)K

= -799.8 kJ·mol-1。

热力学第一定律习题及答案

热力学第一定律习题 一、单选题 1) 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升高，今以电阻丝为体系有：( ) A. W =0，Q <0，U <0 B. W <0，Q <0，U >0 C. W <0，Q <0，U >0 D. W <0，Q =0，U >0 2) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后: ( ) A. Q＝0, W ＝U ＝0 B. Q＝0, W U >0 C. Q >0, W U >0 U ＝0, Q＝W 3）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( ) A. (?U/?T)V＝0 B. (?U/?V)T＝0 C. (?H/?p)T＝0 D. (?U/?p)T＝0 4）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其U 和H 的值一定是：( ) U H U ＝H＝U H <0 U ＝0，H 大于、小于或等于零不能确定。 5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( ) A. Q H＝p < 0 B. Q＝H p >0 C. Q＝H ＝p <0 D. Q H ＝p <0 6）如图，叙述不正确的是：( ) A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 H1表示无限稀释积分溶解热 H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 7）H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPa B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa ) 8) 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。( ) A. V1 < V2 B. V1 = V2 C. V1 > V2 D. 无法确定

第一章 热力学第一定律 习题答案

第一章热力学第一定律 练习参考答案 1. 一隔板将一刚性绝热容器分成左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正？为负？或为零？ 解: ∵U=0 2. 试证明1mol理想气体在恒后下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。 解: 恒压下， W= - p外ΔV= - p外 p T nR? = - R(p外= p，n=1mol，ΔT=1 ) 3. 已知冰和水的密度分别为0.92×103 kg?m-3和1.0×103 kg?m-3，现有1mol 的水发生如下变化: (1) 在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体； (2) 在0℃、101.325kPa下变为冰。 试求上述过程体系所作的体积功。 解: 恒压、相变过程， (1)W= -p 外(V2 –V1) = - 101.325×103×? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? 3 310 0.1 018 .0 1 10 325 . 101 373 314 .8 1 =-3100 ( J ) (2) W= - p 外(V2 –V1) = - 101.325×103×? ? ? ? ? ? ? - ? ? 3 310 0.1 018 .0 1 10 92 .0 018 .0 1 = -0.16 ( J ) 4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。 (1) Q、W、Q－W、ΔU是否已完全确定； (2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？ 解: (1)Q+W、ΔU完全确定。 ( Q+W=ΔU；Q、W与过程有关) (2) Q、W、Q+W、ΔU完全确定。 (Q=0，W = ΔU) 5. 1mol理想气体从100℃、0.025m3经下述四个过程变为100℃、0.1m3: (1) 恒温可逆膨胀；

热力学第一定律习题及答案

热力学第一定律习题 一、单选题 1）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 有升高，今以电阻丝为体系有： （） 绝热 A. W =0, Q <0, U <0 B. W <0, Q <0, U >0 C. W <0, Q <0, U >0 D. W <0, Q =0, U >0 2）如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气 （视为理想气体）， 已知P 右> P 左,将隔板抽去后：（） n mol H 2O / 1 mol HC1 曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 H I 表示无限稀释积分溶解热 H 2表示两浓度n i 和％之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时 HCI 的微分溶解热 7） H = Q p 此式适用于哪一个过程：（） A. 理想气体从101325Pa 反抗恒定的10132.5Pa 膨胀到10132.5sPa B. 在0C 、101325Pa 下，冰融化成水 C. 电解CuS04的水溶液 D. 气体从（298K , 101325Pa ）可逆变化到（373K , 10132.5Pa ） 8） 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 匕、V 2。（） A. V 1 < V 2 B. V 1 = V 2 C. V 1 > V 2 D.无法确定 9） 某化学反应在恒压、 绝热和只作体积功的条件下进行， 体系温度由T i 升高到T 2,则此过 A. B. C. D. 空气 % 空气 Q = 0, W = U = 0 Q = 0, W U >0 Q >0, W U >0 U = 0, Q = W 0 对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的： （） （：：U/ 汀）V = 0 B. （:U/：：V ）T = 0 C. C ：H/_：P ）T = 0 D. （ ：U/：：p ）T = 凡是在孤立孤体系中进行的变化，其 U 和 H 的值- U H U = H = U H <0 U = 0, H 大于、小于或等于零不能确定。 在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的 ： r 曰 疋

第一章热力学第一定律练习题(包括答案)

1．如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极， 以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是： (A) 绝热箱中所有物质；(B) 两个铜电极； (C) 蓄电池和铜电极；(D) CuSO4水溶液。 2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是： (A) T，p，V，Q ；(B) P，V m，C p，W；(C) T，p，V，H；(D) T，p，U，W。 3．x为状态函数，下列表述中不正确的是： (A) d x为全微分；(B) 当状态确定，x的值确定； (C) ?x = ∫d x的积分与路经无关，只与始终态有关； (D) 当体系状态变化，x值一定变化。 4．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是： (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。 5．理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功： (A) W> 0 ；(B) W = 0 ；(C) W < 0 ；(D) 无法计算。 6．在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么： (A) Q > 0，W > 0，?U > 0 ；(B) Q = 0，W = 0，?U < 0 ； (C) Q = 0，W = 0，?U = 0 ；(D) Q < 0，W > 0，?U < 0 。 7．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值： (A) Q ；(B) Q + W ；(C) W (当Q = 0 时) ；(D) Q (当W = 0 时) 。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A) 焓是体系能与环境进行交换的能量； (B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量； (C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 9．在等压下，进行一个反应A + B→C，若已知热效应?r H m > 0，则该反应一定是： (A) 吸热反应；(B) 放热反应；(C) 温度升高；(D) 无法确定。 10．一定量的单原子理想气体，从A 态变化到B 态，变化过程不知道，但若A 态 与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出： (A) 气体膨胀所做的功；(B) 气体内能的变化；(C) 气体分子的质量；(D) 热容的大小。11．某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是： (A) O2 ；(B) CO2 ；(C) NH3 ；(D)Ar。 12．下述说法中，哪一种正确： (A) 热容C不是状态函数；(B) 热容C与途径无关； (C) 恒压热容C p不是状态函数；(D) 恒容热容C V不是状态函数。 13．热力学第一定律仅适用于什么途径： (A) 封闭体系的任何途径；(B)封闭体系的可逆途径； (C) 封闭体系的不可逆途径；(D) 任何体系的任何途径。 14．如图所示，Q A→B→C =a (J)、W A→B→C = b (J)、Q C→A = c (J) ，那么W A→C等于多少： (A) a- b + c ；(B) -(a + b + c) ；(C) a + b - c ；(D) a + b + c 。 15．如图所示，理想气体由状态1变化到状态2，则该过程的： (A) T2 < T1，W < 0，Q < 0 ；(B) T2 > T1，W < 0，Q > 0 ； (C) T2 < T1，W > 0，Q < 0 ；(D) T2 > T1，W > 0，Q > 0 。 16．非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的： (A) Q = 0，?H = 0，?p < 0 ；(B) Q = 0，?H < 0，?p < 0 ； (C) Q > 0，?H = 0，?p < 0 ；(D) Q < 0，?H = 0，?p < 0 。 17．一种实际气体，其状态为pV m = RT + αp(α < 0)，该气体经节流膨胀后： (A) 温度升高；(B) 温度下降；(C) 温度不变；(D) 不能确定温度如何变化。

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、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。 19．在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH= Q p= 0。

大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

热力学第一定律课后习题 一、是非题 下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“”，错误的画“”。 1.在定温定压下，CO 2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。( ) 2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。( ) 3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。 ( ) 4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。( ) 5. 稳定态单质的f H(800 K) = 0。 ( ) 二、选择题 选择正确答案的编号，填在各题后的括号内： 1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。 （A）Q > 0；（B）U < 0；（C）W < 0；（D）H = 0。 2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。 ( A ) Q； ( B ) Q＋W； (C ) W( Q = 0 )； ( D ) Q( W = 0 )。 3. pV = 常数( = C p,m/C V,m)适用的条件是：( ) (A)绝热过程； ( B)理想气体绝热过程； ( C )理想气体绝热可逆过程； (D)绝热可逆过程。 4. 在隔离系统内：( )。 ( A ) 热力学能守恒，焓守恒； ( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒； (C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒； ( D) 热力学能、焓均不一定守恒。 5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。 ( A )可以到达同一终态； ( B )不可能到达同一终态； ( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。 6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。 ( A )焓总是不变； (B )热力学能总是增加； ( C )焓总是增加； (D )热力学能总是减少。 7. 已知反应H2(g) +1 2 O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为r H(T)，下列说法中 不正确的是：（）。 （A）r H(T)是H2O(g)的标准摩尔生成焓； （B）r H(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓； （C）r H(T)是负值； （D）r H(T)与反应的r U数值不等。

《热力学第一定律》习题及答案

《热力学第一定律》习题及答案 选择题 1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（） (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D 2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B 2．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。 3．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。 4．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（） (A) 理想溶液(B) 稀溶液(C) 所有气体(D) 理想气体答案：D 5．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 6．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（） (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D 7．下列过程中, 系统内能变化不为零的是（） (A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程 答案：D。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真空蒸发是不做功的，W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。 8．第一类永动机不能制造成功的原因是（） (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形

热力学第一定律习题及答案

热力学第一定律习题及答案 1、某绝热系统在接受了环境所做的功之后，其温度（）？ A、一定升高(正确答案) B、不一定改变 C、一定不变 D、一定降低 2、对于理想气体的热力学能有下述四种理解：（1）状态一定，热力学能也一定；（2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的；（3）对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变。其中都正确的是（）？ A、（1），（2） B、（3），（4） C、（2），（4） D、（1），（3）(正确答案) 3、将某理想气体从温度T1加热到T2,若此变化为非恒容途径，则其热力学能的变化△U应为何值（）？ A、△U=0 B、△U不存在 C、(正确答案) D、△U等于其他值 4、理想气体向真空绝热膨胀后，温度将（）？ A、不变(正确答案) B、降低 C、不一定

D、升高 5、在373.15K、标准压力下1mol水向真空蒸发成373.15K、标准压力的水蒸气。该过程的Q为何值（）？ A、Q=0 B、Q=nRT C、Q=ΔH D、Q=ΔH–nRT(正确答案) 6、下列过程中,系统内能变化不为零的是（）？ A、不可逆循环过程 B、两种理想气体的混合过程 C、可逆循环过程 D、纯液体的真空蒸发过程(正确答案) 7、关于焓的性质,下列说法中正确的是（）？ A、焓的增量只与系统的始末态有关(正确答案) B、焓是系统内含的热能,所以常称它为热焓 C、焓是能量,它遵守热力学第一定律 D、系统的焓值等于内能加体积功 8、封闭体系发生的下列过程:①等温化学反应过程②理想气体等温过程③理想气体自由膨胀过程④可逆相变过程⑤气体节流膨胀过程，属于ΔU=0的有（）？ A、②③(正确答案) B、②⑤ C、③④ D、①④ 9、把一杯热水放在热容为10J/K的箱子中，若把箱中空气和杯中的水作为体系，则体系应为（）？ A、封闭体系(正确答案) B、敞开体系 C、孤立体系

热力学第一定律题加答案

第二章热力学第一定律 1. 始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力 200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。 解：先确定系统的始、末态 对于途径b，其功为 根据热力学第一定律 2. 2 mol某理想气体，。由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 kPa，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的 。 解：过程图示如下 由于，则，对有理想气体和只是温度的函数 该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的

根据热力学第一定律 3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温 度，压力。今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平 衡态。求末态温度及过程的。 解：过程图示如下 分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。因此， 单原子分子，双原子分子 由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以 4. 1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到2 5.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。 (1）等压冷却，然后经过等容加热； （2）等容加热，然后经过等压冷却。

解：C p,m=2.5R, C V,m=1.5R （1） 10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K 0.2470dm30.09858 dm30.09858 dm3 Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8) =-3745+2247=-1499(J) W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J) ΔU=Q+W=0 ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0 （2） 10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K 0.2470dm30.2470dm30.09858 dm3 Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6) =5632-9387=-3755(J) W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J) ΔU=Q+W=0 ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0 计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。 5. 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为2 mol，0 °C的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6 mol，100 °C的双原子理想气体B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的T 及过程的。 解：过程图示如下 显然，在过程中A为恒压，而B为恒容，因此