(物理化学)第二章 热力学基础概念题1

第二章 热力学基础概念题
一、填空题
1、一定量的N 2气在恒温下增大压力，则其吉布斯自由能变 。

（填增大，不变，减小）
2、物理量,,,,,,Q W U H V T p 属于状态函数的有 ；属于途径函数的有 ；状态函数中属于强度性质的有 ；属于容量性质的有 。

3、对组成不变的均相封闭系统，T
S p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ；对理想气体T
S p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 。

4、21
ln V W nRT V =的适用条件是 ； 1TV γ-=常数的适用条件是 ； p H Q ∆=的适用条件是 。

5、1摩尔理想气体经恒温膨胀，恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程吸热20.0kJ 。

则U ∆＝ ，H ∆＝ ，W ＝ 。

6、体积功的通用计算公式是W ＝ ；在可逆过程中，上式成为W ＝ ；在等压过程中，上式成为W ＝ 。

7、给自行车打气时，把气筒内的空气作为体系，设气筒、橡皮管和轮胎均不导热，则该过程中Q 0，W 0 。

8、273.15K 、101.325kPa 下，固体冰融化为水，其Q 0，W 0， U ∆ 0，H ∆ 0 。

二、选择题
1、水在可逆相变过程中：
（1）0U ∆=，0H ∆=； （2）0T ∆=，0p ∆=；
（3）0U ∆=，0T ∆=； （3）以上均不对。

2、理想气体,p m C 与,V m C 的关系为：
（1）,p m C ＝,V m C ；（2）,p m C >,V m C ；（3）,p m C <,V m C ；（4）无法比较。

3、液态水在100℃及101.325Pa 下汽化成水蒸气，则该过程的：
（1） △H=0; (2) △S=0; (3) △A=0; (4) △G=0 。

4、理想气体从状态Ⅰ等温自由膨胀到状态Ⅱ，可用那个状态函数的变量来判断过程的自发性： （1）△G ； （2）△U; (3) △S; (4) △H 。

5、公式dG SdT Vdp =-+可适用下述那一过程：
（1）在298K, 101.325kP 下水蒸气凝结成水的过程； （2）理想气体膨胀过程；
（3）电解水制H 2(g)和O 2(g)的过程;
(4) 在一定温度压力下，由()()223N g H g +合成()3NH g 的过程。

6、对封闭的单组分均相系统，且'0W =时，T
G p ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭的值应是：
（1）<0 ； (2) >0 ； （3）＝0 ； （4）前述三种情况无法判断。

7、理想气体等温自由膨胀过程为：
（1）0Q <； （2）0U ∆<； （3）0W >； （4）0H ∆=。

8、一封闭系统，当状态从A 到B 发生变化时，经历两条任意的不同途径，则下列四式中正确的是：
（1）12Q Q =； （2）12W W =； （3）1122Q W Q W +=+； （4）12U U ∆=∆。

9、反应热公式p r Q H =∆除应满足“封闭系统，不做非体积功”外，还应满足：
（1）21p p ==定值; (2) e p =定值; (3) 外p=p ; (4) 21e p p p ===定值。

三、是非题 （正确地打“√”，错误的打“×”）
1、 理想气体在恒定的外压下绝热膨胀到终态，因为是恒压，所以H Q ∆=，又 因为是绝热，0Q =，故0H ∆=，对吗？ （ ）
2、 气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q ＝0，固其熵变等于零。

是不是？（ ）
3、在－10℃，101.325kPa 下过冷的H 2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。

是不是？（ ）
4、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。

是不是？（ ）
5、绝热过程都是等熵过程。

是不是？（ ）
6、理想气体的熵变公式22,,11ln ln p m V m V p S nC nC V p ⎛⎫⎛⎫∆=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
只适用于可逆过程。

对不对？（ ）
7、在等温等压条件下，0G ∆>的过程一定不能进行。

是不是？（ ）
8、绝热不可逆膨胀过程中0S ∆>，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中0S ∆<。

是不是？（ ）
9、从始态到终态有一个绝热不可逆过程，可以设想出一个同样始终状态的绝热可逆过程来计算它的熵变。

是不是？（ ）
10、
,V m dU nC dT =这个公式对一定量的理想气体的任何p,V,T 变化过程均适用，对吗？ （ ）
11、因为p H Q ∆=，V U Q ∆=，而焓和热力学能是状态函数，所以,p V Q Q 也是状态函数？（ ）
12、状态函数改变后，状态一定改变（ ）；状态改变后，状态函数一定改变。

（ ）
四、问答题
1、按定义式Q dS T
δ≥
，则系统从A 到B 经可逆与不可逆两个不同途径时，dS(可逆) >dS （不可逆）。

是不是？为什么？
2、系统进行某过程时，若dS=0即为可逆，dS>0即为自发。

这个说法是否正确？为什么？
3、现在有人想利用海洋中不同深度的温度不同，设计一种循环操作的机器，使海水的热力学能转换成有用的机械功。

这是不是违反热力学第二定律？为什么？
五、证明题：试证明封闭系统单相纯物质只有p,V ,T 变化过程的
T V U p T p V T ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭； 理想气体的0T
U V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭ 。

热力学基础概念题答案
一、填空题
1、 减小；
2、U 、H 、V 、T 、p ；Q 、W ；T 、p ；U 、H 、V ；
3、p
V T ∂⎛⎫- ⎪∂⎝⎭ ，
nR p
- 。

4、（1）理想气体恒温可逆，不做非体积功； （2）理想气体绝热可逆，不做非体积功；（3）封闭系统，恒压过程，不做非体积功。

(4)、=0；5、0，0，－20.0kJ ； 6、21V e V p dV -⎰；21
V V pdV -⎰；()21p V V --； 7、＝0，< 0 ；8、> 0, ≈0 >0 =Q 。

二、选择题
1、（2）；
2、（2）；
3、（4）；
4、（3）；
5、（2）；
6、（2）；
7、（4）；
8、（3，4）
9、（4）
三、是非题
1、×；
2、×；
3、×；
4、×；
5、×；
6、×；
7、×；
8、×；
9、×； 10、√；11、×；12 √，×
四、问答题
1、不是。

因为熵是状态函数，其改变量只与始终状态有关，与中间途径无关。

在相同始终态下，过程的熵改变量相等。

2、不正确。

因为没有指明是孤立系统，只有在孤立系统中这个结论才正确。

3、不违反。

海洋深层的温度低于表面，由于相对密度的原因，温度低的水总在海洋的下层，因为不是从单一热源吸热作功，所以不违反热力学第二定律。

五、证明题
证明：由dU=TdS-pdV 可得 ()()//T T U V T S V p ∂∂=∂∂-
将麦克斯韦关系式 ()()//T V S V p T ∂∂=∂∂ 代入上式，即得：
T V
U p T p V T ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 对于理想气体，p=nRT/V , ()//V p T nR V ∂∂=,代入上式得：
0T
U n R T p p p V V ∂⎛⎫=-=-= ⎪∂⎝⎭ 证毕。