1、其次章熱力學第肯定律,系統：隔離系統；封閉系統；放開系統環境：在系統以外與系統親密相關局部狀態：系統的全部物理性質和化學性質的綜合表達系統及 狀態狀態及狀態函數狀態函數類型：廣度量；強度量熱力學性質）L特性：轉變值只與始、末態有關而與詳細途徑無關；不同狀態間的轉變值具有加和性。即殊途同歸，值變相等；周而復始，其值不變。熱力學平衡：熱平衡；力學平衡；相平衡；化學平衡廠恒壓過程（p始二終二p環）T旦溫過不呈（T始=7*終=71環）單純的p7V變化 恒容過程（V后V終）狀態變化4 及過程狀態變化4 及過程溶解及混合 相變化:化學變化絕熱過程（Q = 0）I節流過程（H=0, Q=0）（抱負氣體（IG

2、）系統：0=Qp=/H= nmdT; AH = npCpnidTC dT w=p 夕卜(V2-V1);系統狀態變化時，計算系統與環境間交換的能量L。二（常壓下，分散相：WO； （/”）抱負氣體焦爾試驗：結論：9U/3V）lO; （2）推論：UiG=f；HiG=g （T）恒溫過程W=-Q =07V變化pdV = -nRTnV2/V,(可逆)恒容過程：W=0； Qv=/U= n絕熱過程：Q=0； （/=不行逆（恒外壓）：71Cv,m（乃力）=P（V2-V1） 可逆:”金,（篤G =*-冊）系統與環境 間交換能量 的計算（封閉 系統，Wf=Q）0致冷1節流膨脹：Q=0； =（）； 2T=（d77dp

3、）H =0 7不變（例如抱負氣體）J 0致熱溶解烯及混合焰：標準摩爾溶解焰、稀釋焰、混合焰的定義及計算。Qp=W=-p勺 相變化 。=一丫I相變焰與溫度關系:二RT（氣相視為IG）弋0,常壓下分散態間相變化）泣區）=M/W）+， 盧反響進度定義、標準摩爾生成焰和標準摩爾燃燒焰的定義。 摩爾反響熔的定義：二/1I化學變化 標準摩爾反響焰的計算： Hn （7；） = SVBAyH,;z （B,T）恒壓反響熱與恒容反響熱的關系：Qp=Qv+ZvB（g）RTI基?；舴蚬剑海ㄅc詈）廣冏）=、（、+；：.,“打（熱（Q）：系統與環境間由于溫差而交換的能量。是物質分了無序運動的結果。是過程量。熱力學第 肯

4、定律及P2)1.抱負氣體經過焦-湯節流膨脹過程，那么(a) AH0(b) AL/0(c) A50(d) A/?0(答案)c對于抱負氣體H=f(D，”不變，了亦不變，AU=O).實際氣體經節流膨脹后，下述哪一組結論是正確的(a) QvO, A=0,A0(b) Q = 0, = 0,0(c) Q = Q, AH05 Ap0(d) Q = 0, A=0, Ap0,那么此反響（a）吸熱（b）放熱（c）無熱效應（d）吸放熱不能確定/ A H（答案）d , 十廣/熊 （B） = A,CE ai b（假設產物與反響物的AC0,上式只能告知我們此反響熱效應隨反響溫度提升而增加，但不能 告知我們在某一確定溫度下

5、反響是吸熱，還是放熱）計算題1 mol單原子分子相負氣體初始狀態為25, 101 325 Pa經受AU=O的可逆變化后，體積為初始狀態的2倍。請計算Q,卬和AH。 TOC o 1-5 h z 解：因二（）所以 7=0, W=-/:/?71n（V2/Vi-1718kJ2。二一W二1718J, AH=O3Imol抱負氣體在300K下，Idn?定溫可逆地膨脹至lOdn?,求此過程的Q、卬、AU及 八H。解：抱負氣體定溫可逆過程VinW = -nRT In= -1X8.314X300 xln = 5743 JV21L抱負氣體定溫下/U=0, AH=O2. q= -w=5743J1Imol某抱負氣體，C

6、p,m=29.36J Kr mo，在絕熱條件下，由273K、100 kP膨脹到 203K、10 kPa,求該過程 Q、W、AH解：抱負氣體絕熱過程 Q = 0,因此U = nCVmdT = nCpm-R)dT=IX (29.36-8.314) X (203-273) =-1473.22 J 2AH= f n CP,mdT = IX 29.36X (203-273) =-2055.2 J 211W=AU= -1473.22 J某抱負氣體Cv,m=(3/2)R。今有該氣體5moi在恒容下溫度提升50。求過程的W,Q, 和兒解：抱負氣體恒容升溫過程。n = 5mol, Cv,m = (3/2) R

7、TOC o 1-5 h z qv = AU = n Cvfm AT 5X1. 57?X50 = 3. 118kJ2W=01 = AU + nRA T = n Cp,m T二 n (Cv,n+ RT= 5X2. 57?X50 = 5. 196kJ2系統由相同的始態經過不同途徑到達相同的末態。假設途徑a的Qa=2.078kJ, Wa二一 4.157kJ；而途徑 b 的 Qb=0.692kJ。求 Wb.熱力學能變只與始末態有關，與詳細途徑無關，故AUa= AUb由熱力學第肯定律可得Qa + Wa = Qb + WbJ Wb = Qa + Wa Qb= -1.387kJ一個人每天通過新陳代謝作用放出1

8、0 460 kJ熱量。(1)假如人是絕熱體系，且其熱容相當于70 kg水，那么一天內體溫可提升到多少度？(2)實際上人是開放體系。為保持體溫的恒定，其熱量散失主要靠水分的揮發。假設37 時水的汽化熱為2405.8 JgL那么為保持體溫恒定，一天之內一個人要蒸發掉多少水分？(設 水的比熱為4.184 JgKi)(答案)(1) AT=Q/(mc)= 10 460X103J/(70 X 103g) X (4.184 J-gK-1)=35.9 K3T=(35.7+310.2)K=345.9K(2)加尸Q/A”=10 460X 103j/(2405.8X l()3j .k-i)= 4.35 kg2有一氣

9、體抵抗外壓202. 65kPa使其體積從10L膨脹到20L,從環境汲取了 1255J的熱量, 求此氣體內能的變化？解：在外壓恒定的狀況下所做的功為：W = -p(y2 匕)=-202.65xlO3x(20-10)xl0-3 = -2026.5 J 2依據熱力學第肯定律，=0,/可以得出3 G仆勝 1255+ (-2026.5) =-771. 5J1 mol水在100C, 下變成同溫同壓下的水蒸氣(視水蒸氣為抱負氣體)，然后等溫可逆 膨脹到 0.5p,計算全過程的 AU, AWo 373.15K, pe) = 40.67kJ-moF1 o解：過程為等溫等壓可逆相變+抱負氣體等溫可逆膨脹，對后一步

10、小均為零。2AH = Hm = 40.67kJ, U=H-(pV) = 37.57kJ 10.某抱負氣體的金川111101-1=25.52+8.2乂10-3(7710(c) AUvO, AH0其和AH的值肯定是(b)=A/7 = 0(d) t/ = 0, 大于、小于或等于零不確定 (答案)d以下關系式A U可逆A U不行逆I Q可逆I I Q不行逆I正確的選項是(a) (D，(2)(b)(c) (3), (4)(d)以下關系式A U可逆A U不行逆I Q可逆I I W不行逆I(4)(?？赡?W可逆) (Q不行逆-W不行逆)，(3)，環境對體系作最小功。)環境對體系作最小功。)(答案)b (等溫

11、可逆過程中，體系對環境作最大功,9 .抱負氣體自由膨脹過程中. W=0,。0, AU0, AH=0(c). W0, /U=0, AH=0. W0, Q=0, /U0, AH0(d). W=0,(2=0, /U=0, AH=0(答案)d (什么叫自由膨脹).如以下圖所示，體系從狀態A變化到狀態B,經受兩條不同的途徑，下式中那個不正確?Q=Q；叱=嗎Qx+Wx =Q2+W2U=U2； NH=、H?+AH2 =八。2 +八口(答案)a.體系的以下各組物理量中都是狀態函數的是:(a)T, p, K Q ；(b) m,匕,Cp9 / ；(c)T, p, K, n ；(d) T, p, U,川。(答案)c

12、.體系的狀態轉變了，其內能值(a)必定轉變(b)必定不變(c)不肯定轉變(d)狀態與內能無關(答案)c.體系進行一次循環過程(a) W=0(b) Q = W(c) Q=0(d) U=0(答案)b.以下哪個封閉體系的內能和焰僅是溫度的函數(a)抱負溶液(b)稀溶液(c)全部氣體(d)抱負氣體(答案)d.下面各組熱力學函數或其組合中，都是容量性質的是(c) p, pV, H(d) U, H, V(答案)d.在一個密閉絕熱的房間里放置一臺電冰箱，將冰箱門翻開，并接通電源使其工作，過一 段時間之后，室內的平均氣溫將如何變化？(a)提升(b)降低(c)不變(d)不肯定(答案)a.狀態函數的性質(a)確定

13、值不知(b)相互獨立(c)都有偏摩爾量(d)變化值僅取決于始末態(答案)d (p,T確實定值可知).指出以下過程中的可逆過程(a)摩擦生熱(b)室溫、標準壓力下一杯水蒸發為同溫同壓下的汽(c) 373K,標準壓力下一杯水蒸發為汽(d)手電筒中干電池放電使燈泡發亮(答案)cIniol抱負氣體經受可逆絕熱過程，功的計算式有以下幾種，其中哪一個是錯誤的(a) Cv(TW(b) CP (T2-TO(c) (PM- P2V2)/(lD(d) R(TT2)/(r-l)(答案)bAU=WnCv(T2-Tl) = W/ pV7 = c.w =(P2% PM)1-7.第一類永動機不能制造勝利的緣由是(a)能量不

14、能制造也不能毀滅(b)實際過程中功的損失無法避開(c)能量傳遞的形式只有熱和功(d)熱不能全部轉換勝利(答案)a.對于功，下面的說法中不正確的選項是(a)在系統對環境做功或環境對系統做功時，環境中肯定會留下某種痕跡(b)功的量值與系統的始末態有關(c)無論做什么功都伴隨著系統中某種物質微粒的定向運動(d)廣義功=廣義力義廣義位移。系統做功時，“廣義力”是指環境施予系統的力; 環境做功時，“廣義力”是指系統施予環境的力(答案)d.對于抱負氣體，下述結論中正確的選項是:(c)(d)(dH/dT)v= 0(dHldT)p= 0(dH/dT)p= 0 (3H/9V)尸 0(OH/SV)/= 0 (dH

15、/dp)r= 0 (dH/dV)T= 0 (dH/dp)T= 0(答案)d.將某抱負氣體從溫度Ti加熱到“。假設此變化為非恒壓過程，那么其焰變應為何值?(a) ”=()(b) AH=Cp(T2-T)(c) ”不存在(d) 等于其它值(答案)b.某絕熱封閉體系在接受了環境所做的功后，其溫度(a)肯定提升(c)肯定不變(b)肯定降低(d)不肯定轉變(答案)a.熱力學第肯定律/U=Q+W只適用于(a)單純狀態變化(b)相變化(b)化學變化(d)封閉物系的任何變化(答案)d.熱力學第肯定律僅適用于什么途徑:(a)同一過程的任何途徑(b)同一過程的可逆途徑(c)同一過程的不行逆途徑(d)不同過程的任何途

16、徑(答案)a(系統從某狀態變化到另一狀態的經受，稱作過程；實現這一過程的詳細步驟稱為途徑) 27.如圖，在絕熱盛水容器中，浸入電阻絲，通電一段時間，通電后水及電阻絲的溫度均略 有提升，今以電阻絲為體系有：SOM絕熱W=0, QvO, AU0(c) W0, Q0W=0, QvO, AU0(c) W0, Q0. W0, 20(d) . W0(答案)b(b)可逆化學反響(d)可逆電池放電(b)可逆化學反響(d)可逆電池放電.以下過程中AU=0的是(a)水向真空蒸發為蒸汽(c)絕熱恒容的氣體反響(答案)c.在一個循環過程中，物系經受了 i步變化(定義環境對體系作功定義為正)，那么(a) EQi-Q(b

17、) EQi27Wi=OXWi=O(d) XQi + XWi=O(答案)d.“封閉體系恒壓過程中體系汲取的熱量等于其焰的增量” ”，這種說法(a)正確(b)需增加無非體積功的條件(c)需加可逆過程的條件(d)需加可逆過程與無非體積功的條件(答案)b /二如(封閉體系，恒壓，不做非體積功). AH =3此式適用于以下那個過程(a)抱負氣體從1013250 Pa抵抗恒定的101325 Pa膨脹到101325Pa(b) 0 , 101325 Pa下冰溶化成水(c)電解CuSOi水溶液氣體從(298K, 101325 Pa)可逆變化到(373K, 10132. 5 Pa)(答案)b.當體系將熱量傳遞給環

18、境之后，體系的焰(a)必定削減(b)必定增加(c)必定不變(d)不肯定轉變(答案)d.對于以下的四種表述(1)由于/二如，所以只有等壓過程才有AH(2)由于/ = Qp ,所以在也具有狀態焰數的性質(3)公式AH =初只適用于封閉體系(4)對于封閉體系經受一個不作其它功的等壓過程，其熱量只打算于體系的始態和終 態上述諸結論中正確的選項是(a)(1) (4)(b)(3) (4)(c)(2) (3)(d)(1) (2)(答案)b.蓋斯定律包含的兩個基本問題是(a)熱力學第肯定律和狀態函數的基本特征(b)熱力學第肯定律和熱的基本性質(C)內能變化和焰變的基本性質(d)等壓熱效應和等容熱效應的性質(答

19、案)a (什么叫蓋斯定律).關于焰的性質，以下說法中正確的選項是(a)焙是系統內含的熱能，所以常稱它為熱焰(b)焰是能量，它遵守熱力學第肯定律(c)系統的焰值等于內能加體積功(d)焰的增量只與系統的始末態有關(答案)d (H = U+pV, AH - Qp (封閉體系，恒壓，不做非體積功).恒容下，肯定量的抱負氣體，當溫度提升時內能將(a)降低 增加(c)不變 (d)增加、削減不能確定(答案)b.在非等壓過程中加熱某體系，使其溫度從，升至4吸熱Q,那么此過程的焰增量為:(a) 、H=Q(b) A/7=0(c) = +(/? V)(d) ”等于別的值(答案)c. dU=C,dT及尸適用的條件完整地說應是(a)等容過程(b)無化學反響和相變的等容過程(c)組成不變的均相系統的等容過程(d)無化學反響和相變化且不做非體積功的任何等容過程及無反響和相變而且系統內 能只與溫度有關的非等容過程(答案)d.當某化