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热力学第一定律第二定律习题课_题目

热力学第一定律、第二定律习题课

1.将373.15K 、0.5×101.325kPa 的水汽100dm 3等温可逆压缩到101.325kPa (此时仍为水汽),并继续压缩到体积为10.0dm 3为止(压力仍为101.325kPa ,此时有部分水汽凝结为水)。试计算整个过程的Q 、W 、△U 和△H 。假定水汽为理想气体,凝结出水的体积可忽略不计。已知水的汽化热为40.59kJ·mol -1;水的正常沸点为将373.15K ,此时水的密度为958kg·m ?3,水汽的密度为0.588kg·m ?3。

2.已知在263.15K 时水和冰的饱和蒸气压分别为p l =611Pa 和p s =552Pa ,273.15K 下水的凝固热为?6028J ?mol -1,水和冰的等压摩尔热容分别为75.4J ?K ?1?mol ?1和37.1J ?K ?1?mol ?1。试求:

(1) 273.15K 、101.325kPa 下1mol 水凝结为冰过程的ΔS ,ΔG ;

(2) 263.15K 、101.325kPa 下1mol 水凝结为冰过程的ΔS 和ΔG ,并判断该过程能否自动进行。

3.判断下列说法是否正确:

1) 状态给定后,状态函数就有一定的值,反之亦然。

2) 状态函数改变后,状态一定改变。

3) 状态改变后,状态函数一定都改变。

4) 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。

5) 恒温过程一定是可逆过程。

6) 气缸内有一定量的理想气体,反抗一定外压做绝热膨胀,则ΔH = Q p = 0。

7) 根据热力学第一定律,因为能量不能无中生有,所以一个系统若要对外做功,必须从外界吸收能量。

8) 系统从状态I 变化到状态II ,若ΔT = 0,则Q = 0,无热量交换。

9) 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。

10) 理想气体绝热变化过程中,W = ΔU ,即W R = ΔU = C V ΔT ,W IR = ΔU = C V ΔT ,所以W R = W IR 。

11) 有一封闭系统,当始态和终态确定后:

a) 若经历一个绝热过程,则功有定值;

b) 若经历一个等容过程,则Q 有定值(设W f = 0); c) 若经历一个等温过程,则热力学能有定值;

d) 若经历一个多方过程,则热和功的代数和有定值。

12) 某一化学反应在烧杯中进行,放热Q 1,焓变为ΔH 1,若安排成可逆电池,使始态和终态都相同,这时放热Q 2,焓变为ΔH 2,则ΔH 1 = ΔH 2。

4.指出下列各热力学关系式的适用条件:

(1) T C U V ?=?

(2) RT n U H )(?+?=?

(3) dV V

nRT dT C V -= (4) p Q H =?

(5) d G =-S d T + V d p

(6) S T H G ?-?=?

(7) ?=?Vdp G

(8) d U =T d S -p d V (9) 2

1ln V V nRT W = (10) △S 、△A 、△G 作为判据时必须满足的条件:

5.指出下列各过程中,Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△A 和△G 等哪些为零?哪些绝对值相等?

(1) 理想气体真空膨胀;

(2) 理想气体等温可逆膨胀;

(3) 理想气体绝热节流膨胀;

(4) 实际气体绝热可逆膨胀;

(5) 实际气体绝热节流膨胀;

(6) H 2(g )和O 2(g )在绝热钢瓶中发生反应生成水;恒容绝热

(7) H 2O (l ,373K ,101 kPa) ? H 2O (g ,373K ,101 kPa);

(8) 绝热、恒压、不作非膨胀功条件下,发生一个化学反应。