热力学第一定律习题集
热力学第一定律
热力学第一定律练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、已知温度T 时反应 H 2(g) +12O 2(g) == H 2O(g) 的∆rH ，则∆rH 即为温度为T 时H 2 (g)的∆C H 。
（ ）2、不同物质在它们相同的对应状态下，具有相同的压缩性，即具有相同的压缩因子Z 。
( )。
3、d U = nC V ,m d T 这个公式对一定量的理想气体的任何p ，V ，T 过程均适用， ( )4、物质的量为n 的理想气体，由T 1，p 1绝热膨胀到T 2，p 2，该过程的焓变化 ∆H n C T p T T =⎰,m d 12。
（ ）5、25℃时H 2(g)的标准摩尔燃烧热等于25℃时H 2O(l)的标准摩尔生成热。
（ ）6、判断下述结论对还是不对，将答案写在其后的括号中。
( 1 )化学反应热Q p 其大小只取决于系统始终态；( )( 2 )凡是化学反应的等压热必大于等容热；( )( 3 )理想气体等容过程的焓变为21,m d ()T V T H nC T V p ∆=+∆⎰；( )( 4 )理想气体等压过程的热力学能变为∆∆U n C T p V p T T =-⎰,()m d 12。
( )7、理想气体的热力学能和焓均只是温度的函数，而与压力或体积无关。
（ ）8、在定温定压下，CO 2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO 2的内能和焓也不变。
( )9、 25℃∆f H (S , 单斜) = 0 。
（ ）。
10、已知温度T 时反应 H 2(g) +12O 2(g) == H 2O(l) 的∆r H ，则∆r H 即为温度为T 时H 2O(l)的∆f H 。
（ ）11、理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。
因为是恒压，所以∆H = Q ；又因为是绝热，Q = 0，故∆H = 0。
( )12、因为Q p = ∆H ，Q V = ∆U ，而焓与热力学能是状态函数，所以Q p 与Q V 也是状态函数。
热力学第一定律练习题
第一章 热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。
2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。
3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。
其热的概念与热力学相同。
4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。
5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。
6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。
7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。
8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。
9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。
10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。
11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。
12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。
13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。
14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。
16．在101.325kPa 下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想 气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。
17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。
已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。
18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。
1 练习题 热力学第一定律
0，
p
0 （填 >，< 或 =）。
9. 若实际气体的焦耳汤姆逊系数 J T 0 ，那么该气体经节流膨胀后温度 T
0，
p
0 （填 >，< 或 =）。
10. 一定量的实际气体经节流膨胀，则气体的 H
0，p
0（填 >，< 或 =）。
11. 液体苯的燃烧反应为： 2C6H6 (l) 15O2 (g) 12CO2 (g) 6H2O(l) ，反应的
一、填空题
1. 理想气体的热容： Cp,m CV ,m
。
2. 常用的热容有等压热容和等容热容，请写出等压热容的定义式：
。
3. 热力学封闭系统系统与环境可以通过做功和传热交换能量，请写出热力学第一定律的数
学表达式：
。
4. 在热力学过程中，系统与环境可以以做功的形式交换能量，热力学把功分为两类： 和
9. 系统经循环过程就是可逆过程。
（
）
10. 理想气体在恒压条件下，自 T1 温度开始加热并进行了膨胀，此过程的焓变化大于零。（ ）
三、选择题
1. 焓的定义式中 H U pV ,式中的 p 代表
（
）
（a） 系统的总压力 (b) 系统中各组分的分压 (c) 100kPa
(d) 外压
2. H2 的标准摩尔燃烧热与下列哪一物质的标准摩尔生成热相等
答：不对，ΔH＝Qp，只说明 Qp 等于状态函数 H 的变化值 ΔH，仅是数值上相等，并不
意味着 Qp 具有状态函数的性质。ΔH＝Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下，
Qp 的数值等于体系状态函数 H 的改变，而不能认为 Qp 也是状态函数。
15、试证明在无非体积功的等容过程中体系的ΔU＝QV。
大学物理 热力学第一定律 习题(附答案)
A13 = Q13 = 1.25 × 10 4 ( J)
（5）由（1）有系统终态的体积为
hi
5 R , R = 8.31 J / mol ⋅ K 。 2
na
T V3 = V2 ( 2 ) γ−1 = 40 × 21. 5 = 113 ( l) T1 nRT3 2 × 8.31 × 300 p3 = = ÷ 1.013 × 10 5 = 0.44 ( atm) −3 V3 113 × 10
0 . 44
O
om
p (atm ) 1 2
3
三、计算题： 1．2 mol 初始温度为 27 � C ，初始体积为 20 L 的氦气，先等压过程膨胀到体积加倍， 然 后绝热过程膨胀回到初始温度。 （1）在 p-V 平面上画出过程图。 （2）在这一过程中系统总吸热是多少？ （3）系统内能总的改变是多少？ （4）氦气对外界做的总功是多少？其中绝热膨胀过程对外界做功是多少？ （5）系统终态的体积是多少？
5 = 1 × R × 60 = 1.25 × 10 3 ( J) 2
γ
(B) p 0 γ (D) p 0 / 2
(γ = C
p
/ Cv )
p0
解：绝热自由膨胀过程中 Q = 0，A = 0，由热力学第一定律，有 ∆ E = 0 ，膨胀前后系统
[
]
(A) (B) (C) (D)
这是一个放热降压过程 这是一个吸热升压过程 这是一个吸热降压过程 这是一个绝热降压过程
将状态 a、b 分别与 o 点相连有
om
A
O
V1
V2
V
T B
C
Q
V
等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外做功之比为 A 1: A 2 = (各量下角标 1 表示氢气，2 表示氦气)
热力学第一定律习题课 (1)全
= 1.3%
（５）
P
qm ws
220 t/h103 kg/t 3600 s/h
1.1361 03
kJ/kg
=
6.94 104
kW
讨论
（１）本题的数据有实际意义，从计算中可以看到，忽略进出 口的动、位能差，对输轴功影响很小，均不超过3%，因此在实 际计算中可以忽略。 （２）蒸汽轮机散热损失相对于其他项很小，因此可以认为一 般叶轮机械是绝热系统。
m2u2 m1u1 m2 m1 h 0
u2
m2
m1 h
m2
m1u1
方法三 取充入气罐的m2-m1空气为闭口系
Q U W
Q 0 ? W ? U ?
U m2 m1 u2 u
W W1 W2 m2 m1 pv W2
2
则 Q23 U23 W23 U3 U2 87.5 kJ175 kJ 87.5 kJ
U1 U3 U123 87.5 kJ (77.5 kJ) 165 kJ
讨论
热力学能是状态参数，其变化只决定于初 终状态，于变化所经历的途径无关。
而热与功则不同，它们都是过程量，其变 化不仅与初终态有关，而且还决定于变化所 经历的途径。
1 2
(cf23
c22 )
ws
因为w3 0，所以
燃烧室 压 气 机
cf 3' 2 q (h3' h2 ) cf22
2 670103 J/kg- (800 - 580) 103 J/kg + (20 m/s)2 = 949 m/s
( 4 ) 燃气轮机的效率
取燃气轮机作为热力系，因为燃气在
( 5 ) 燃气轮机装置的总功率 装置的总功率＝燃气轮机产生的功率－压气机消耗的功率
热力学第一定律习题
第一章热力学第一定律一. 选择题：1. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将( )(A) 降低(B) 增加(C) 不变(D) 增加、减少不能确定2. 在一刚性的绝热箱中，隔板两边均充满空气，(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知P右< P左，则将隔板抽去后应有( )(A) Q = 0 W = 0 △U = 0 (B) Q = 0 W < 0 △U > 0(C) Q > 0 W < 0 △U > 0 (D) △U = 0 , Q ＝W ≠03. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则( )(A ) Q < 0 , W = 0 , △rU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , △rU < 0(C) Q < 0 , W > 0 , △rU = 0 (D) Q < 0 , W > 0 , △rU < 04. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，则C6H6(l) + (15/2)O2(g) = 6CO2+ 3H2O(g) ( )(A ) △U = 0 , △H < 0 , Q = 0 (B) △U = 0 , △H > 0 , W = 0(C) Q = 0 , △U = 0 , △H = 0 (D) Q = 0 , △U ≠0 , △H ≠05. 1mol，373K，标准压力下的水经下列二个不同过程达到373K，标准压力下的水气，(1) 等温等压可逆蒸发(2) 真空蒸发，这二个过程中功和热的关系为( )(A ) W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2(C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q26. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外相等时关闭活塞，此时筒内温度将( )(A ) 不变(B) 升高(C) 降低(D) 无法判定7. 封闭体系从1 态变B 态，可以沿两条等温途径: （甲）可逆途径（乙）不可逆途径则下列关系式⑴△U可逆> △U不可逆⑵W可逆> W不可逆⑶Q可逆> Q不可逆⑷( Q可逆- W可逆) > ( Q不可逆- W不可逆) 正确的是( )(A ) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(4)８. 化学反应在只做体积功的等温等压条件下，若从反应物开始进行反应，则此反应(A ) 是热力学可逆过程(B) 是热力学不可逆过程(C) 是否可逆不能确定(D) 是不能进行的过程9. 1mol 单原子理想气体从298K，202.65kPa 经历①等温②绝热③等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的 2 倍，所作的功分别为W1,W2,W3，三者的关系是( )(A ) W1> W2> W3 (B) W2> W1> W3(C) W3> W2> W1 (D) W3> W1> W210. 凡是在孤立体系中进行的变化，其△U 和△H 的值一定是( )(A ) △U > 0 , △H > 0 (B) △U = 0 , △H = 0(C) △U < 0 , △H < 0 (D) △U = 0 , △H 大于、小于或等于零不确定11. 对于下列的四种表述(1) 因为△H = Qp，所以只有等压过程才有△H(2) 因为△H = Qp，所以Qp也具有状态焓数的性质(3) 公式△H = Qp只适用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：( )(A ) (1) (4) (B) (3) (4) (C) (2) (3) (D) (1) (2)12. △H = Qp此式适用于下列那个过程( )(A ) 理想气体从1013250 Pa 反抗恒定的101325 Pa膨胀到101325Pa(B) 0℃,101325 Pa下冰融化成水(C) 电解CuSO4水溶液(D) 气体从(298K,101325 Pa) 可逆变化到(373K,10132.5 Pa)13. 理想气体从同一始态(P1,V1) 出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使其终态均达到体积为V2，此二过程做的功的绝对值应是：( )(A ) 恒温功大于绝热功(B) 恒温功等于绝热功(C) 恒温功小于绝热功(D) 无法确定关系14. 下列诸过程可应用公式dU = ( Cp- nR )dT 进行计算的是：( )(A ) 实际气体等压可逆冷却(B) 恒容搅拌某液体以升高温度(C) 理想气体绝热可逆膨胀(D) 量热弹中的燃烧过程15. 1mol 理想气体经历可逆绝热过程，功的计算式有下列几种，其中哪一个是错误的( )(A ) Cv(T1- T2) (B) Cp(T2-T1)(C) (P1V1- P2V2)/(r-1) (D) R(T1-T2)/(r-1)16. 对于理想气体下述结论中正确的是( )(A ) (H/T)v = 0 (H/V)T = 0 (B) (H/T)p = 0 (H/P)T= 0(C) (H/T)p = 0 (H/V)T = 0 (D) (H/V)T = 0 (H/P)T= 017. 1mol 单原子理想气体，从273K，202.65 kPa 经PT = 常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的△U 为( )(A ) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D) -1702 J18.对于一定量的理想气体，下列过程不可能发生的是：( )(A ) 恒温下绝热膨胀(B) 恒压下绝热膨胀(C) 吸热而温度不变(D) 吸热，同时体积又缩小19. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态1 (P1,V1,T1)变化到状态2 (P2,V2,T2)，所做的功为( )(A) P2V2-P1V1 (B) P2(V2-V1)(C) [P2V2γ/(1-γ)](1/V2γ-1)- (1/ V1γ-1) (D) (P2V2-P1V1)/(1-γ)20. 反应(1) C1CO3(s) →C1O (s) + CO2(g)；△rHm= 179.5 kJ.mol-1反应(2) C2H2(g) + H2O (l) →CH3CHO (g)；△rHm= -107.2 kJ.mol-1反应(3) C2H4(g) + H2O (l) →C2H5OH (l)；△rHm= -44.08 kJ.mol-1反应(4) CS2(l) + 3O2(g) →CO2(g) + 2SO2(g)；△rHm= -897.6 kJ.mol-1其中热效应│Qp│>│Qv│的反应是( )(A ) (1),(4) (B) (1),(2) (C) (1),(3) (D) (4),(3)21. 当以5mol H2气与4mol Cl2气混合，最后生成2mol HCl 气。
热力学第一定律作业
热力学第一定律作业一、 选择题（每题2分，共20分）1．1mol 单原子理想气体经一循环过程后，W ＝400J ，则该过程的Q 为：（ ）A 、 0B 、因未指明是可逆过程，无法确定C 、400 JD 、–400 J2．理想气体经一不可逆循环（ ）。
A 、ΔU >0，ΔH =0B 、ΔU >0，ΔH >0C 、ΔU =0，ΔH =0D 、ΔU=0，ΔH >03．物质的量为n 的理想气体的何组物理量确定后，其它状态函数方有定值：（ ）A 、pB 、VC 、T ，UD 、T ，p4．在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终态温度升高，体积增大，则此过程的S ∆（ ）。
A 、大于零B 、小于零C 、等于零D 、无法确定5．下列各摩尔反应焓中，属于摩尔生成焓的是（ ）。
A 、2222()()2()H g O g H O g +→B 、221()()()2CO g O g CO g +→ C 、2221()()()2H g O g H O l +→ D 、2222443()()()C H g C H g C H g +→+6．在一保温良好、门窗紧闭的房间内，放有电冰箱，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将（ ）A 、 逐渐降低B 、 逐渐升高C 、不变D 、无法确定7．甲烷燃烧反应：4222CH (g)+2O (g)=CO (g)+2H O(l)，在绝热恒压条件下反应，终态温度升高，体积增大，其过程的ΔU 和ΔH 分别为（ ）。
A 、=0，>0B 、<0，=0C 、=0，<0D 、无法确定8．下列物质中，“完全氧化”后的最终产物错误的是（ ）。
2232A C CO (g)B H H O(l)C S SO (g)D N N (g)→→→→、、、、9．理想气体从同一始态（p 1，V 1，T 1）出发，分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V 2时，环境对体系所做功的绝对值比较（ ）。
第一章热力学第一定律习题
第一章 热力学第一定律1 体系经历一个正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？ ( ) (D)(A) 体系本身没有任何变化(B) 再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环，最后体系和环境都没有任何变化(C) 体系复原了，但环境并未复原(D) 体系和环境都没有任何变化2. 一恒压反应体系,若产物与反应物的∆C p >0,则此反应 ( ) (D)(A) 吸热 (B) 放热(C) 无热效应 (D) 吸放热不能肯定3. 下述说法哪一种不正确? ( ) (B)(A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零(B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零(C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低(D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零4. 一体系如图，隔板两边均充满空气(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知p 右<p 左，则将隔板抽去后应有：( ) (A)(A) Q = 0 W = 0 ΔU = 0(B) Q = 0 W < 0 ΔU > 0(C) Q > 0 W < 0 ΔU > 0(D) ΔU = 0 , Q ＝W ≠ 05. 将某理想气体从温度T 1加热到T 2。
若此变化为非恒压过程,则其焓变ΔH 应为何值?( ) (B)(A) ΔH =0 (B) ΔH =C p (T 2-T 1)(C) ΔH 不存在 (D) ΔH 等于其它值6. 在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为： ( ) (D)(A) 100 % (B) 75 %(C) 25 % (D) 20 %7. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p 1,V 1,T 1)变化到状态 2 (p 2,V 2,T 2)，所做的功为：( ) (D)(A) p 2V 2-p 1V 1(B) p 2(V 2-V 1)(C) [p 2V γ2/(1-γ)](1/V 2γ-1-1/V 1γ-1)(D) -(p 2V 2-p 1V 1)/(1-γ)8.若一气体的方程为pV m =RT +αp (α>0 常数),则: ( ) (A)(A) ()T U V∂∂=0 (B) ()V U p ∂∂=0(C) ()V U T ∂∂=0 (D) ()p U T∂∂=0 9. 氢气可看作理想气体，设 H 2为刚性分子，电子处于基态，其C V , m = ___________ ， C p , m = ____________ ，以气体常数R 表示。
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第一章 热力学第一定律1. 一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。
现将隔板抽去，左右气体的压力达到平衡。
若以全部气体作为体系，则ΔU 、Q 、W 为正为负或为零 解：以全部气体为系统，经过指定的过程，系统既没有对外做功，也无热量传递。
所以ΔU 、Q 、W 均为零。
2. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。
（1）Q 、W 、Q +W 、ΔU 是否已完全确定； 答：ΔU ＝Q +W 能够完全确定，因内能为状态函数，只与系统的始态和终态有关。
Q 、W 不能完全确定，因它们是与过程有关的函数。
（2）若在绝热条件下，使系统从某一始态变化到某一终态，则（1）中的各量是否已完全确定，为什么！答：Q 、W 、Q +W 、ΔU 均完全确定，因绝热条件下Q ＝0，ΔU ＝Q +W ＝W .习题1.计算下述两个过程的相关热力学函数。
（1）若某系统从环境接受了160kJ 的功，热力学能增加了200kJ ，则系统将吸收或是放出了多少热量（2）如果某系统在膨胀过程中对环境作了100kJ 的功，同时系统吸收了260kJ 的热，则系统热力学能变化为多少 解析：（1）W ＝160kJ, ΔU = 200kJ,根据热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W 得：Q ＝200-160＝40 kJ （2）W ＝－100kJ ，Q ＝260 kJΔU ＝Q ＋W ＝260-100＝160 kJ2.试证明1mol 理想气体在等压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R. 解：2111W p p p p n molT T K W R =-==-==-2121外外外nRT nRT （V -V ）=-（-）p p3. 已知冰和水的密度分别为×103 kg/m 3和×103 kg/m 3，现有1mol 的水发生如下变化：（1）在100℃、下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；（2）在0℃、下变为冰。
试求上述过程系统所作的体积功。
解：（1）W p p ⨯=-⨯⨯⨯⨯2e 21el-23nRT n M（V -V ）=-（-）p d 8.314373.15 1.810=-101325(-)101325 1.010=-3100J(2)0.92W p p ⨯⨯=-⨯⨯⨯⨯⨯e 21es l-2-233n M n M（V -V ）=-（-）d d 1.810 1.810=-101325(-)10 1.010=-0.16J4.设某60m 3房间内装有一空调，室温为288K 。
今在100kPa 下要将温度升高到298K ，试求需要提供多少热量假设其平均热容C p,m = ·mol -1·K -1,空气为理想气体，墙壁为绝热壁。
解：5,106024638.314293246329.3(298288)721.7P p m pV molRT Q C T kJ⨯===⨯=∆=⨯⨯-=n n5. 1 mol 理想气体从100℃、0.025 m 3经下述四个过程变为100℃、0.1 m 3 ： （1）等温可逆膨胀； （2）向真空膨胀；（3）恒外压为终态压力下膨胀；（4）等温下先以恒外压等于0.05 m 3的压力膨胀至0.05 m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1 m 3。
求诸过程体系所作的体积功。
解：（1）21ln0.118.314373.15ln43010.025V W pdV nRT V J =-=-=-⨯⨯⨯=-⎰（2）21()00e W p V V V =--=⨯∆=（3）221212()()8.314373.15(0.10.025)23260.1e nRT W p V V V V V J=--=--⨯=--=-(4)(0.050.025)(0.10.05)0.050.18.314373.158.314373.15(0.050.025)(0.10.05)0.050.13102nRT nRTW J=----⨯⨯=----=-6. 在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入理想气体，圆筒内壁上绕有电炉丝。
通电时气体缓慢膨胀，设为等压过程。
若（1）选理想气体为体系；（2）选电阻丝和理想气体为体系，两过程的Q 、ΔH 分别是等于、小于还是大于零 解：（1）因等压过程且非体积功为零，所以Q p = ΔH > 0 (吸热) （2）因绝热，Q = 0, 非体积功不为零，则ΔH ＝ ΔU + Δ (pV ) = Q + （W 体积＋W 电功）＋p ΔV ＝ W 电功 > 07. 在373K 和的条件下，1 mol 体积为18.80 cm 3的液态水变为30200 cm 3的水蒸气，已知水的蒸发热为×10-4 J/mol 。
求此过程体系的ΔH 和 ΔU 。
解：444644.067101 4.06710()4.06710101325(3020018.8)103.76110p H Q J U H pV J -∆==⨯⨯=⨯∆=∆-∆=⨯-⨯-⨯=⨯8. 分别判断下列个过程中的Q 、W 、ΔU 和ΔH 为正、负还是为零 （1）理想气体自由膨胀。
均为零。
（p e = 0, W = 0, Q = 0, ΔU =ΔH=0） （2）理想气体恒温可逆膨胀。
理想气体恒温可逆膨胀，ΔU =ΔH=0，Q > 0, W <0 （3） 理想气体节流膨胀。
理想气体节流膨胀，ΔT ＝0，ΔU =ΔH=0，又因为绝热, Q = W = 0 （4）理想气体绝热、反抗恒外压膨胀。
绝热Q ＝0， 恒外压膨胀W<0, ΔU = Q + W <0（5）水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为体系。
体系对外做功，W<0, 体系恢复原态，ΔU =ΔH=0，Q ＝ΔU-W>0（6）水（101325Pa ，）→ 冰（101325kPa, ）放热Q < 0, W = - p e ΔV< 0 (V 冰>V 水), ΔU = Q + W <0，ΔH = Q < 0（7）在充满氧的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为体系。
绝热定容，Q = 0,W = 0, ΔU =0 体系内发生反应C(s) ＋ O 2（g ）→ CO 2 (g), 由反应式体系体积反应前后不变，但随着反应的进行，体系温度升高，压力增大，则： ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ）= VΔ p > 09. 已知H 2的C p,m ＝ ＋ ×10-3 T 2)J/K ·mol,现将1mol 的H 2 (g)从300K 升至1000K ，试求：(1) 恒压升温吸收的热及H 2 (g)的ΔH ; (2) 恒容升温吸收的热及H 2 (g)的ΔU 。
解：（1）211000362300362233(29.070.83610 2.0110)0.83610 2.011029.07(1000300)(1000300)(1000300)2320620T p p T Q H c dT T T dTJ ----=∆==-⨯+⨯⨯⨯=⨯---+-=⎰⎰(2)()206208.314(1000300)14800V Q U H pV H nR T J =∆=∆-∆=∆-∆=-⨯-=10. 在0℃和 kPa 条件下，2 dm 3的双原子理想气体体系以下述二个过程恒温膨胀至压力为 kPa ，求Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
（1）可逆膨胀；（2）对抗恒外压 kPa 膨胀。
解：恒温膨胀，所以ΔU ＝ΔH ＝0 （1）111506.0620.44648.314273.15p V n mol RT ⨯===⨯ 12ln506.60.44648.314273.15ln 101.32516311631p W nRT p JQ W J=-=-⨯⨯=-=-=（2）21()0.44648.314273.15101.325(2)101.325811811e W p V V J Q W J=--⨯⨯=-⨯-=-=-=11. （1）在373K 、下，1mol 水全部蒸发为水蒸气，求此过程中的Q 、W 、ΔU和ΔH 。
已知水的汽化热为mol.（2）若在373K 、下的1mol 水向真空蒸发，变成同温同压的水蒸气，上述各量又如何（假设水蒸气可视为理想气体）。
解：（1）2122140.740.7()()407008.31437337.637.640.7 3.1p g l g H Q kJU H pV H p V p V H p V H nRT kJ W U Q kJ∆==⨯=∆=∆-∆=∆--≈∆-=∆-=-⨯==∆-=-=-（2）ΔU 和ΔH 为状态函数，始态和终态不变，则其值也不变，所以：ΔU ＝ kJ, ΔH = kJ 真空蒸发，p e = 0, W = 0 Q = ΔU - W = kJ12. 1mol 单原子理想气体，始态压力为 kPa ，体积为 dm 3，经过pT 为常数的可逆压缩过程至终态压力为 kPa ，求： （1）终态的体积与温度； （2）体系的ΔU 和ΔH ； （3）该过程体系所作的功。
解：（1）11111223222202.6511.227318.314202.65273136.5405.38.314136.52.8405.3p V T K nR p T T K p nRT V dm p ⨯===⨯⨯===⨯===（2）单原子理想气体C V,m = , C p,m =,21,21()1 1.58.314(136.5273)1702()1 2.58.314(136.5273)2837V m p m U nC T T J H nC T T J ∆=-=⨯⨯⨯-=-∆=-=⨯⨯⨯-=-(3)2,/,//,(2/)2228.314(136.5273)2270pT B p B T V RT p RT B dV RT B dT B RT W pdV dT RdT T BJ ======-=-⋅=-=-⨯⨯-=⎰⎰⎰13. 某理想气体的C v, m = J/K, 现将1mol 的该理想气体于27 ℃，时受某恒外压恒温压缩至平衡态，再将此平衡态恒容升温至97 ℃，此时压力为.求整个过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
解：,21,21()120.92(370300)1464.4()1(20.928.314)(370300)2046.4V m p m U nC T T J H nC T T J∆=-=⨯⨯-=∆=-=⨯+⨯-=1231231232300300370101.3251013.25eT K T K T Kp kPa p p p kPa V V V V ====−−−−−→=−−−→==恒温，恒外压恒容3111332332228.31430024.62101.3258.3143703.0361013.258.314300821.5423.036e nRT V dm p nRT V V dm p nRT p p kPa V ⨯===⨯====⨯====12123212()821.542(3.03624.62)17.73()017.731464.41773016.27e e W p V V kJW p V V W W W kJQ U W kJ =--=-⨯-==--==+==∆-=-=-14. 1摩尔单原子分子理想气体，在，×105 Pa 时发生一变化过程，体积增大一倍，Q ＝1674J ，ΔH ＝2092J 。