第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能1.以下過程，求體積功（列出公式，代入數據，不算出結果）(1)2molpg，由始態25℃,1000kPa,保持恒溫，將外壓突然減到100kPa，使氣體膨脹達到末態。(2)2molpg，由始態25℃,1000kPa,保持恒溫，使氣體自由膨脹達到末態100kPa。(3)2molpg，由始態25℃,1000kPa,恒壓下升溫至末態125℃。1第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能1.以下過程，求體積功（列出公式，代入數據，不算出結果）(4)2molpg，由始態125℃,1000kPa,恒容下降溫至末態25℃。(5)2mol液態水，由始態100℃,1atm,保持恒溫恒壓，氣化為氣態水。(6)25℃,1atm下，1mol氫氣與0.5mol氧氣發生化學反應生成1mol液態水。(7)循環過程。2第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能2.比較以下過程始末態的熱力學能大小U1(>,<,=)U2，以及過程中熱與功是正值，負值或是零Q(>,<,=)0,W(>,<,=)0。(1)2molpg，由始態25℃,1000kPa,保持恒溫，將外壓突然減到100kPa，使氣體膨脹達到末態。(2)2molpg，由始態25℃,1000kPa,保持恒溫，使氣體自由膨脹達到末態100kPa。(3)2molpg，由始態25℃,1000kPa,恒壓下升溫至末態125℃。3第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能2.比較以下過程始末態的熱力學能大小U1(>,<,=)U2，以及過程中熱與功是正值，負值或是零Q(>,<,=)0,W(>,<,=)0。(4)2molpg，由始態125℃,1000kPa,恒容降溫至末態25℃。(5)2mol液態水，由始態100℃,1atm,保持恒溫恒壓，氣化為氣態水。(6)25℃,1atm下，1mol氫氣與0.5mol氧氣發生化學反應生成1mol液態水。(7)循環過程。4第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能1.以下過程，求Q,ΔU和ΔH，設pg為雙原子分子（列出公式，代入數據，不算出結果）。(1)2molpg，由始態25℃,1000kPa,保持恒溫，將外壓突然減到100kPa，使氣體膨脹達到末態。(2)2molpg，由始態25℃,1000kPa,保持恒溫，使氣體自由膨脹達到末態100kPa。(3)2molpg，由始態25℃,1000kPa,恒壓下升溫至末態125℃。(4)2molpg，由始態125℃,1000kPa,恒容降溫至末態25℃。5第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能1.以下過程，求Q,ΔU和ΔH，設pg為雙原子分子（列出公式，代入數據，不算出結果）。(4)2molpg，由始態125℃,1000kPa,恒容降溫至末態25℃。(5)2mol液態水，由始態100℃,1atm,保持恒溫恒壓，氣化為氣態水。(6)25℃,1atm下，1mol氫氣與0.5mol氧氣發生化學反應生成1mol液態水。(7)循環過程。6第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能2.判斷正誤，正確打√，錯誤的更正。(1)計算體積功的公式是：W=-pΔVW=-pambΔVW=pambΔVW=pVW=-Δ（

pV）對于pg的恒壓過程W=-Δ（

pV）(2)恒溫過程，Q=0。(3)吸熱過程一定升溫，放熱過程一定降溫。(4)液態水，由始態100℃,1atm,保持恒溫恒壓，氣化為氣態水。將水氣視為pg，則ΔU和ΔH一定為零。7第二章熱力學第一定律課堂練習

2.1熱，功，熱力學能2.判斷正誤，正確打√，錯誤的更正。(5)pg單純pVT變化的恒溫過程，ΔU和ΔH一定為零。(6)絕熱過程，Q=0,ΔU=0（7）循環過程Q,W,ΔU和ΔH都為零。(8)隔離系統Q,W,ΔU和ΔH都為零。(9)pg的(10)pg的81.填空(+,-,0)

QWΔUΔH1.Pg恒溫恒外壓膨脹2.Pg恒溫可逆壓縮3.Pg恒容降溫4.Pg絕熱可逆膨脹5.絕熱密閉容器中發生燃燒反應91.系統與環境,系統的分類,2.狀態(性質),狀態函數,3.廣度量與強度量,4.過程與途經,5.功與熱,第二章熱力學第一定律一、概念6.熱力學能,7.恒容熱,恒壓熱,焓,8.熱容,9.可逆過程10.相變焓,11.化學計量數,反應進度,摩爾反應焓,12.氣、液和固體的標準態,13.摩爾反應焓,摩爾生成焓,摩爾燃燒焓10二、公式恒外壓1.2.（dV＝0，W?＝0）3.Qp=H2

H1=H(dp=0,W?=0)4.11對于pg:討論：兩公式適用于pg單純pVT變化（組成一定的均相pg系統），無論是否恒容過程均適用。但只有恒容過程，ΔU是熱Qv；非恒容過程的ΔU不是熱Q，僅是熱力學能的改變值。適用于：pg單純pVT變化（組成一定的均相pg系統）的恒容過程。適用于：無論pVT變、相變、化變的恒容過程。6.7.8.5.12對于pg:討論：兩公式適用于pg單純pVT變化（組成一定的均相pg系統），無論是否恒壓過程均適用。但只有恒壓過程，ΔH是熱Qp,非恒壓過程的ΔH不是熱Q，僅是焓的改變值。適用于：pg單純pVT變化（組成一定的均相pg系統）的恒壓過程。適用于：無論pVT變、相變、化變的恒壓過程。9.10.11.1312.Pg恒溫可逆膨脹壓縮13.14QW

ΔU

ΔH理想氣體pVT變化等溫膨脹（壓縮）可逆(R)

恒外壓(IR)等壓變溫等容變溫

絕熱可逆膨脹QP=ΔHQV=ΔU15QW

ΔU

ΔH理想氣體pVT變化等溫膨脹（壓縮）可逆(R)

-W-nRTln(V2/V1)

0

0恒外壓(IR)-P外ΔV等壓變溫nCp,mΔTpΔV=-nR

ΔTnCv,mΔTQ等容變溫nCv,mΔT0QnCp,mΔT絕熱可逆膨脹0nCvmΔTnCvmΔTnCpmΔTQP=ΔHQV=ΔU16QW

ΔU

ΔH理想氣體pVT變化等溫膨脹（壓縮）可逆(R)

-W-nRTln(V2/V1)

0

0恒外壓(IR)-P外ΔV等壓變溫nCp,mΔTpΔV=-nR

ΔTnCv,mΔTQ等容變溫nCv,mΔT0QnCp,mΔT絕熱可逆膨脹0nCvmΔTnCvmΔTnCpmΔT恒溫化學反應等壓反應(開口容器）等容反應（密閉容器）QP=ΔHQV=ΔU17QW

ΔU

ΔH理想氣體pVT變化等溫膨脹（壓縮）可逆(R)

-W-nRTln(V2/V1)

0

0恒外壓(IR)-P外ΔV等壓變溫nCp,mΔTpΔV=-nR

ΔTnCv,mΔTQ等容變溫nCv,mΔT0QnCp,mΔT絕熱可逆膨脹0nCvmΔTnCvmΔTnCpmΔT恒溫化學反應等壓反應(開口容器）

ΔH等容反應（密閉容器）

ΔU0QP=ΔHQV=ΔU18QW

ΔU

ΔH液體恒溫恒壓可逆氣化QP=ΔH19QW

ΔU

ΔH液體恒溫恒壓可逆氣化ΔH-nRTΔH-nRTnΔvapHmQP=ΔH20

[例2.4.1]2mol雙原子分子的pg，由25℃,1atm,經過恒容升溫，達125℃，求Q,W,

U和

H。解：Cvm=2.5RCpm=3.5R恒容，Q=

U=nCvm

T=4.157kJ

H=

U+

(pV)=

U+(nRT)=nCvm

T+nR

T=nCpm

T=5.820kJ

[例2.4.2]2mol雙原子分子的pg，由25℃,1atm,經過恒壓升溫，達125℃，求Q,W,

U和

H。解：恒壓，Q=

H=nCpm

T=5.820kJ

U=

H－

(pV)=

H－(nRT)=nCpm

T－nR

TW=0W=－(pV)=－nR

T=－1.663kJ=nCvm

T=4.157kJ或

U=Q＋W＝4.157kJ21§2.8熱化學概論[例2.8.2]設有0.1molC7H16(l)在量熱計中完全燃燒，在25℃測得放熱480.4kJ。試計算C7H16(l)+11O2(g)→7CO2(g)+8H2O(l)的ΔrHm、ΔrUm。解：量熱計是一個密閉、絕熱的容器，在其中發生的是恒容反應。223.熱力學基本概念1.以下各物理量，哪些屬于容量性質？哪些屬于強度性質？p，p外，V，Vm，T，U，ρ，W，Q，Cv,m2.絕熱容器中盛有水，水中有電熱絲，電熱絲與電源接通給水加熱，選取以下各種系統時，Q,W,ΔU為正、負或零（電熱絲的熱容很小）?QW

ΔU水電熱絲水與電熱絲水，電熱絲與電源233.熱力學基本概念1.以下各物理量，哪些屬于容量性質？哪些屬于強度性質？p，p外，V，Vm，T，U，ρ，W，Q，Cv,m容量性質：V，U強度性質：p，Vm，T，ρ，Cv,m不是狀態函數（性質）：p外，W，Q2.絕熱容器中盛有水，水中有電熱絲，電熱絲與電源接通給水加熱，選取以下各種系統時，Q,W,ΔU為正、負或零（電熱絲的熱容很小）?QW

ΔU水+0+電熱絲-+0水與電熱絲0++水，電熱絲與電源000244.熱力學基本概念1.熱和功（是，不是）狀態函數，微小熱的積分與積分途徑（有關，無關）。2.始末態之間有多條途徑，各途徑的ΔX（X是狀態函數）（相同，不同）；各途徑的熱（功）（相同，不同）。3.理想氣體的熱力學能U與溫度T（有關，無關），與體積V（有關，無關），與壓力p（有關，無關）。4.理想氣體恒溫膨脹（壓縮）過程，熱力學能U（增大，減小，不變）。254.熱力學基本概念1.熱和功（是，不是）狀態函數，微小熱的積分與積分途徑（有關，無關）。2.始末態之間有多條途徑，各途徑的ΔX（X是狀態函數）（相同，不同）；各途徑的熱（功）（相同，不同）。3.理想氣體的熱力學能U與溫度T（有關，無關），與體積V（有關，無關），與壓力p（有關，無關）。4.理想氣體恒溫膨脹（壓縮）過程，熱力學能U（增大，減小，不變）。264.熱力學基本概念以下公式是否正確：1.2.3.274.熱力學基本概念以下公式是否正確：1.2.3.1.錯誤。p和p外是兩個不同的物理量，數值不相同。只有可逆過程才相同。2.錯誤。3.錯誤。正負號錯誤。284.熱力學基本概念5.求微小體積功的公式是

，求恒外壓膨脹（壓縮）過程體積功的公式是

，恒容過程的體積功W=

，自由膨脹過程的體積功W=

，理想氣體恒溫可逆膨脹（壓縮）過程體積功的公式是

，6.理想氣體恒溫恒外壓膨脹過程，外壓

是否恒定；壓力

是否恒定；外壓和壓力

是否相等；

是否可逆過程;公式Qp=ΔH是否適用

。294.熱力學基本概念5.求微小體積功的公式是

，求恒外壓膨脹（壓縮）過程體積功的公式是W=-P外?ΔV，恒容過程的體積功W=0，自由膨脹過程的體積功W=0，理想氣體恒溫可逆膨脹（壓縮）過程體積功的公式是

，6.理想氣體恒溫恒外壓膨脹過程，外壓恒定；壓力不恒定；外壓和壓力不相等；不是可逆過程；公式Qp=ΔH是否適用否。304.熱力學基本概念7.理想氣體恒溫可逆膨脹過程，外壓

是否恒定；壓力

是否恒定；外壓和壓力

是否相等；公式Qp=ΔH是否適用

。8.理想氣體恒壓膨脹（升溫）過程，外壓

是否恒定；壓力

是否恒定；外壓和壓力

是否相等，公式Qp=ΔH是否適用9.理想氣體恒容升（降）溫過程，壓力

是否恒定；公式Qp=ΔH是否適用

，公式QV=ΔU是否適用

。10.理想氣體恒溫可逆膨脹過程（系統，環境）做最

（多，少）功，理想氣體恒溫可逆壓縮過程（系統，環境）做最

（多，少）功，這兩個功符號

，絕對值

。11.理想氣體恒溫可逆膨脹，然后恒溫可逆壓縮回到原態，循環過程的W

(>,<,=)012.理想氣體恒溫恒外壓膨脹，然后恒溫恒外壓壓縮回到原態，循環過程的W

(>,<,=)0314.熱力學基本概念7.理想氣體恒溫可逆膨脹過程，外壓不恒定；壓力不恒定；外壓和壓力相等，公式Qp=ΔH是否適用否。8.理想氣體恒壓膨脹（升溫）過程，外壓恒定；壓力恒定；外壓和壓力相等，公式Qp=ΔH是否適用是。9.理想氣體恒容升（降）溫過程，壓力是否恒定否；公式Qp=ΔH是否適用否，公式QV=ΔU是否適用是。9.理想氣體恒溫可逆膨脹過程（系統，環境）做最

（多，少）功，理想氣體恒溫可逆壓縮過程（系統，環境）做最

（多，少）功，這兩個功符號相反，絕對值相等。10.理想氣體恒溫可逆膨脹，然后恒溫可逆壓縮回到原態，循環過程的W=(>,<,=)011.理想氣體恒溫恒外壓膨脹，然后恒溫恒外壓壓縮回到原態，循環過程的W>(>,<,=)0324.熱力學基本概念12.可逆過程的推動力

，進行的速度

，進行過程中系統與環境之間及系內部

，可逆過程發生后，沿著原路可逆地返回，不但系統回到原態，環境也復原，因為循環過程的功

，熱

，所以好像什么都沒發生過。13.不可逆過程的推動力

，進行的速度

，進行過程中系統與環境之間及系內部

，不可逆過程發生后，無論沿什么途徑返回，系統回到原態，環境不能復原，因為循環過程的功

，熱

，所以留下了痕跡（環境的能量品味下降）。334.熱力學基本概念12.可逆過程的推動力無限小，進行的速度無限緩慢，進行過程中系統與環境之間及系內部無限接近平衡，可逆過程發生后，沿著原路可逆地返回，不但系統回到原態，環境也復原，因為循環過程的功為零，熱為零，所以好像什么都沒發生過。13.不可逆過程的推動力大，進行的速度快，進行過程中系統與環境之間及系內部不平衡，不可逆過程發生后，無論沿什么途徑返回，系統回到原態，環境不能復原，因為循環過程的功大于零，熱小于零，所以留下了痕跡（環境的能量品味下降）。344.熱力學基本概念14.解釋同一個化學反應H2(g)+O2(g)=H2O(l)在不同途徑進行，途徑a：在氣缸中進行，放熱286kJ，得體積功3.7kJ途徑b：在電池中進行，放熱98kJ，做電功189kJ問：兩個途徑的熱是否相同，功是否相同，ΔU是否相同。問：在電池中進行，Qb=?答：兩個途徑的Q不同，W不同Qa=-286kJ,Wa（總）=3.7kJ，則ΔUa＝-282kJ兩個途徑ΔU相同，都是-282kJQb=355.熱力學第一定律，恒容熱，恒壓熱，焓

1.焓的定義是H=

。2.焓（是，不是）狀態函數，是（容量，強度）性質，單位是

。3.dH的積分與積分途徑（有關，無關）,dH沿著閉合路徑積分等于

。4.任何物質在密閉容器中發生W’=0的任何過程，W(體)=

，則Q=

，若始末態之間有多條恒容途徑，各途徑的熱（相同，不同）。5.任何物質在汽缸中（或敞口）發生W’=0的任何過程，W(體)=

，則Q=ΔU-W=

，若始末態之間有多條恒壓途徑，各途徑的熱（相同，不同）。6.理想氣體從同一始態出發，有兩個途徑：a恒壓升溫和b恒容升溫達到相同的T2，則兩個途徑達到（相同，不同）末態，

ΔUa(>,<,=)ΔUb，Qa(>,<,=)Qb365.熱力學第一定律，恒容熱，恒壓熱，焓

1.焓的定義是H=U+pV。2.焓（是，不是）狀態函數，是（容量，強度）性質，單位是焦耳。3.dH的積分與積分途徑（有關，無關）,dH沿著閉合路徑積分等于零。4.任何物質在密閉容器中發生W’=0的任何過程，W(體)=0