熱力學習題及答案熱力學習題及答案熱力學習題及答案6.工作在100℃和25℃兩個熱源之間的卡諾熱機的熱機效率是a.20%;b.25%;c.75%;d.100%7.在-20℃和下101kPa下，過冷水結成冰，則系統、環境及總熵變為a.ΔS(系統)<0,ΔS(環境)<0,ΔS(總)<0；b.ΔS(系統)>0,ΔS(環境)>0,ΔS(總)>0；c.ΔS(系統)<0,ΔS(環境)>0,ΔS(總)<0；d.ΔS(系統)<0,ΔS(環境)>0,ΔS(總)>0；ad過冷水結冰是自發過程則:ΔS(總)>0;有序性增加則:ΔS(系統)<0;則:ΔS(環境)>0;8.在等溫等壓下發生不可逆電池反響，其計算公式為：〔2〕通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。6.工作在100℃和25℃兩個熱源之間的卡諾熱機的熱機效率是a.20%;b.25%;c.75%;d.100%7.在-20℃和下101kPa下，過冷水結成冰，則系統、環境及總熵變為a.ΔS(系統)<0,ΔS(環境)<0,ΔS(總)<0；b.ΔS(系統)>0,ΔS(環境)>0,ΔS(總)>0；c.ΔS(系統)<0,ΔS(環境)>0,ΔS(總)<0；d.ΔS(系統)<0,ΔS(環境)>0,ΔS(總)>0；ad過冷水結冰是自發過程則:ΔS(總)>0;有序性增加則:ΔS(系統)<0;則:ΔS(環境)>0;8.在等溫等壓下發生不可逆電池反響，其計算公式為：1）2）3）4）以上三種都不是

〔2〕(B)A→B的內能變化；(C)

C→A的內能變化(D)C→B的內能變化9．一定量的理想氣體，經如下圖的循環過程，A→B為等溫過程，B→C等壓過程，C→A為絕熱過程，則曲邊梯形ACca的面積表示的功等于：(A)

B→C的內能變化；

〔C〕10.常壓下

—10℃H2O(l)變成—10℃的冰，該過程中Gibbs自由能和焓的變化是：1)2）3）

4）

〔4〕11．以下計算熵變公式中，哪個是錯誤的：12．在-10℃、下，1mol水凝結成冰的過程中，以下哪個公式可以適用：(A)水在25℃、可逆蒸發為水蒸氣：△S=△H/T

；(B)任意可逆過程：dS=(δQ/dT)R

；

(C)環境的熵變：dSSur=-Qsys/T；(D)在等溫等壓下，可逆電池反響：△S=△H/T(A)?U=T?S；

（B）?S=(?H-?G)/T；

(C)?H=T?S+V?p；

(D)?GT,p=0。〔D〕〔B〕(A)

恒壓過程；

(B)絕熱過程；

(C)恒溫過程；(D)可逆相變過程。13、

△S=△H/T適合于以下過程中的哪一個？〔D〕1.1×10-3kg水在373K，101325Pa的條件下汽化為水蒸氣，有ΔU1,ΔH1和ΔG1；現把1×10-3?kg的H2O〔溫度、壓力同上〕放在真空箱中，控制體積，使終態蒸氣壓也為101325Pa，這時熱力學函數變量為ΔU2，ΔH2和?ΔG2。問這兩組熱力學函數的關系為_______ΔU1=ΔU2,ΔH1=ΔH2,ΔG1=ΔG22.封閉系統，W’=0時，以下過程中ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG何者必為零。b.某物質的恒溫、恒壓可逆相變過程＿＿＿＿＿＿＿ΔUΔG全部三、簡答1.關于公式ΔGT，p＝WR'的以下說法是否正確？為什么？

(2)“等溫等壓下只有體系對外做非體積功時G才降低〞；(1)“體系從A態到B態不管進展什么過程ΔG值為定值且一定等于W＇〞；答：(1)不對,只有在

T,p

一定的可逆過程中,體系的ΔGT，p才等于WR＇;在其它條件下,不可逆過程中ΔGT,p不等于WR＇。(2)不對,體系的吉布斯自由能是狀態函數,假設GB＜GA，則由A至B的等溫等壓過程是自發的,但不管在實際過程中體系是否對外作非體積功,體系自由能都是降低的。2.263K的過冷水結成

263K的冰，ΔS＜0，與熵增加原理相矛盾嗎？為什么？答：并不矛盾，熵增加原理適用條件是孤立體系或絕熱體系，而上述過程并不具備這個特定條件，體系與環境間有熱交換，不是孤立體系或絕熱體系，ΔS可以小于零。而總熵會大于零的。

3．指出以下各過程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者為零？⑴理想氣體自由膨脹過程；⑵實際氣體節流膨脹過程；

⑶理想氣體由(p1,T1)狀態絕熱可逆變化到(p2,T2)狀態；

⑷H2和Cl2在剛性絕熱的容器中反應生成HCl；⑸0℃、p時，水結成冰的相變過程；

⑹理想氣體卡諾循環。(1)ΔU=ΔH=0；

(2)ΔH=0；

(4)ΔU=0；

(3)ΔS=0；

(5)ΔG=0；

(6)ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都為0。1mol理想氣體(CV,m=2.5R)在300K,101kPa下恒熵壓縮到4×101kPa，再恒容升溫到500K，最后恒壓降溫至400K,求整個過程的W、ΔS、ΔA及ΔG。Sm(300K)=20J·K-1mol-1T1=300KP1=101.3kPaT2P2=405.3kPaT3=500KP3T4=400KP4=P3ΔS1=0ΔV=0Δp=0解:例：純A液體在360K的飽和蒸氣壓為81.06kPa,在此條件下,A(l)的摩爾氣化熱ΔvapHm=40kJ·mol-1.Cp,m(l)=75kJ·mol-1K-1Cp,m(g)=(30+10-2T/K)J·mol-1K-1Smθ(g,380K)=174.35J·K-1·mol-1假定A(g)為理想氣體,忽略溫度的變化對A(l)體積的影響.試計算以下始、末狀態之間的ΔUm、ΔHm、ΔSm、ΔGm及ΔAmA(l,310K,81.06kPa)→A(g,380K,50.6625kPa)12解:A(l)T1=310Kp1A(l)T2=360Kp2=p1A(g)T3=T2p3=p2A(g)T4=380Kp4ΔH1=Cp,m(l)(T2－T1)=[75×(360－310)]J·mol-1=3750J·mol-1ΔH2=ΔvapHm=40kJ·mol-1

ΔHm=ΔH1+ΔH2+ΔH3kJ·mol-1Δ(pV)=p4V4－p1V1≈p4V4=nRT4=3.159×103J·mol-1ΔU=ΔH－Δ(pVkJ·mol-1ΔS1=Cp,m(l)ln(T2/T1)=11.215J·mol-1K-1ΔS2=ΔvapHm/T2=111.111J·mol-1K-112313ΔSm=ΔS1+ΔS2+

ΔS3J·mol-1K-1S4=Smθ(g,380K)+ΔS(pθ→p4)=Smθ(g,380K)+Rln(pθ/p4J·mol-1K-1S1=S4-ΔSmJ·mol-1K-1Δ(TSm)=T4S4－T1S1J·mol-1ΔGm=ΔHm-Δ(TSm)=-7.875kJ·mol-1ΔAm=ΔUm-Δ(TSm)=-11.034kJ·mol-114銷釘p(環)=101.325kPaA2mol400K1013.25kPa1013.25kPa400K2molB絕熱活塞固定導熱隔板如下圖，一帶活塞(無質量，絕熱)的絕熱汽缸中放有一固定導熱良好剛性隔板，此隔板將氣缸分成左，右兩室并分別放入A,B兩種理想氣體。開場時活塞用銷釘固定，當