第一章 热力学第一定律习题
热力学第一定律习题
n
pV 101.3kPa 0.02 0.653mol ， 计算结果说明 0.5mol 水可以完全气化。 8.314 373 RT
在 T=373K 时，玻璃泡被击破后水汽化，则该过程吸收的热为：
m 水=0.5 18 9 (g)，
Qp=2259.4 9=20334.6(J)
n1C p ,m ln
T2 ln T 1
n△ sub H m T2 T1 T2
n C p.mT2 n1 △ sub H m
T1 ln T 2
√13. 1mol 单原子理想气体，始态为 200kPa，11.2dm3,经 pT=常数的可逆过程压缩到终了 400kPa，已知气体的 Cv,m= 3R 试求
(2) V1=nRT/P1=0.01455dm3
V2=nRT/P2=0.0582 dm3
W=-P2(V2-V1)= -50000(0.0582-0.01455)=-2182.5J (3) 绝热可逆膨胀 T2 由过程方程式 p1 T1 p 2 T2 求得：
1 1 / T2 [( p1 T1 ) / p 1 2 ] 1
4
人民大学出版社出版 《物理化学》习题参考解答
∴△S1+△S2+△S3=0 △S1= n1c p ,m ln
T2 ; ∵固态恒温变压熵近似为零∴ S 2 0 T1
△S3 可逆相变熵∴△S3=
n△ fub H m T2
由上可知△S1+△S2+△S3=0
△S1 △S 3
C T 则 n p , m 2 △ H n1 sub m
式中 Cp, m 为固体的等压摩尔热容； ΔsubHm 为摩尔升华热。 计算时可忽略温度对 Cp, m 及 ΔsubHm 的影响。 解： △S=△S1+△S2+△S3 ∵可逆绝热过程△S=0
物化练习题
物化练习题第一章 《热力学第一定律》一、选择题1. 等压过程是指：( ) 。
A. 系统的始态和终态压力相同的过程；B. 系统对抗外压力恒定的过程；C. 外压力时刻与系统压力相等的过程；D. 外压力时刻与系统压力相等且等于常数的过程。
2. 系统经某过程后，其焓变∆H = Q p ，则该过程是 ( ) 。
A. 理想气体任何过程；B. 理想气体等压过程；C. 真实气体等压过程；D. 封闭系统不作非体积功的等压过程。
3. 下列说法中( )是正确的。
A. 只有等压过程才有焓的概念；B. 系统的焓等于系统所含的热量；C. 系统的焓等于系统在等压过程中吸收的热量；D. 在等压且不作非体积功的条件下，系统吸收的热在数值上等于焓的增量。
4. 21,m d T p T H nC T ∆=⎰公式可用于计算：( )。
A. 真实气体的变温过程； B. 任意系统的可逆过程；C. 理想气体的绝热过程；D. 等压进行的化学反应。
5. 物质的量为n 的单原子理想气体等压升高温度，从1T 至2T ，U ∆等于：( )。
A. nC p ,m ∆T ；B. nC V,m ∆T ；C. nR ∆T ；D. nR ln(T 2 / T 1)。
6. U ∆可能不为零的过程为：( )。
A. 隔离系统中的各类变化；B. 等温等容过程；C. 理想气体等温过程；D. 理想气体自由膨胀过程。
7. 理想气体等温自由膨胀过程为：( )。
A. 0Q >；B. 0U ∆<；C. 0W <；D. 0H ∆=。
8. 对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是： ( )。
A. 系统和环境之间没有热和功的过程；B. 系统的温度改变，内能变化值不为零；C. 系统的压力不变；D. 系统对外作功。
9. 热力学能及焓同时守恒的过程为：( )。
A. 隔离系统中的各类变化；B. 等温等压过程；C. 节流过程；D. 理想气体自由膨胀过程10. 凡是在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是：( )。
物理化学第一章习题及答案
物理化学第⼀章习题及答案第⼀章热⼒学第⼀定律⼀、填空题1、⼀定温度、压⼒下，在容器中进⾏如下反应：Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl 2(aq)+H 2(g)若按质量守恒定律，则反应系统为系统；若将系统与环境的分界⾯设在容器中液体的表⾯上，则反应系统为系统。
2、所谓状态是指系统所有性质的。
⽽平衡态则是指系统的状态的情况。
系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到平衡、平衡、平衡和平衡。
3、下列各公式的适⽤条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适⽤于；Q v =△U 适⽤于；Q p =△H 适⽤于；△U=dT nC 12T T m ,v ?适⽤于；△H=dT nC 21T T m ,P ?适⽤于；Q p =Q V +△n g RT 适⽤于；PV r=常数适⽤于。
4、按标准摩尔⽣成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，在C （⽯墨）、CO （g ）和CO 2(g)之间，的标准摩尔⽣成焓正好等于的标准摩尔燃烧焓。
标准摩尔⽣成焓为零的是，因为它是。
标准摩尔燃烧焓为零的是，因为它是。
5、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有的值不改变。
理想⽓体经节流膨胀后，它的不改变，即它的节流膨胀系数µ= 。
这是因为它的焓。
6、化学反应热会随反应温度改变⽽改变的原因是；基尔霍夫公式可直接使⽤的条件是。
7、在、不做⾮体积功的条件下，系统焓的增加值系统吸收的热量。
8、由标准状态下元素的完全反应⽣成1mol 纯物质的焓变叫做物质的。
9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进⾏, 系统温度由T 1升⾼到T 2，则此过程的焓变零；若此反应在恒温（T 1）、恒压和只做膨胀功的条件下进⾏，则其焓变零。
10、实际⽓体的µ=0P T H,经节流膨胀后该⽓体的温度将。
11、公式Q P =ΔH 的适⽤条件是。
12、若某化学反应，只做体积功且满⾜等容或等压条件，则反应的热效应只由决定，⽽与⽆关。
13、常温下，氢⽓经节流膨胀ΔT 0；W 0；Q 0；ΔU 0；ΔH 0。
第一章 热力学第一定律习题
第一章热力学第一定律一选择题1.选出下列性质参数中属于容量性质的量: ( C )(A)温度T；(B)浓度c；(C)体积V；(D)压力p。
2.若将人作为一个体系，则该体系为: ( C )(A)孤立体系；(B)封闭体系；(C)敞开体系；(D)无法确定。
3.下列性质属于强度性质的是: ( D )(A)热力学能和焓；(B)压力与恒压热容；(C)温度与体积差；(D)摩尔体积与摩尔热力学能。
4.气体通用常数R 在国际单位制中为:( B )(A)0.082L·atm·mol-1·K-1；(B)8.314 J·mol-1·K-1；(C)1.987cal·mol-1·K-1；(D)8.314×107 erg·mol-1·K-1。
5.关于状态函数的下列说法中，错误的是( D )(A)状态一定，值一定；(B)在数学上有全微分性质；(C)其循环积分等于零；(D)所有状态函数的绝对值都无法确定。
6.下列关系式中为理想气体绝热可逆过程方程式的是( C )(A)p1V1=p2V2；(B)pV=k；(C)pVγ=k；(D)10V=k·T。
7.体系与环境之间的能量传递形式有多少种？( C )(A) 1；(B) 3；(C) 2；(D) 4。
8.下列参数中属于过程量的是( C )(A)H；(B)U；(C)W；(D)V。
9.下列关系式成立的是( A )(A)理想气体(∂U/∂V)T=0；(B)理想气体(∂U/∂p)v=0；(C)实际气体(∂U/∂V)T=0；(D)实际气体(∂U/∂p)v=0。
10.下列叙述中正确的是( D )(A)作为容量性质的焓具有明确的物理意义；(B)任意条件下，焓的增量都与过程的热相等；(C)作为强度性质的焓没有明确的物理意义；(D)仅在恒压与非体积功为零的条件下，焓的增量才与过程的热相等。
11.下列叙述中正确的是( C )(A)热力学能是一种强度性质的量；(B)热力学能包括了体系外部的动能与位能；(C)焓是一种容量性质的量；(D)焓，热力学能，功，热的性质都一样。
第1章热力学第一定律
一、选择题1.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是： CA ．T ，p ，V ，Q ；B ．m ，V m ，C p ，∆V ；C ．T ，p ，V ，n ；D ．T ，p ，U ，W 。
2.对实际气体的节流膨胀过程有:AA ．ΔH =0 B.ΔU =0 C.ΔH >0 D.ΔU <03.对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的？ ？A A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V T U B. 0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂TV U C. 0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T P H D. 0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂TP U 4.在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使体系的温度从T 1升高到T 2，压力从P 1升高到P 2，则:DA. Q >0,W>0, ∆U >0B. Q >0,W=0, ∆U >0C. Q =0,W>0, ∆U <0D. Q =0,W=0, ∆U =05.理想气体在常温恒定外压p ∅下从10dm 3膨胀到17dm 3, 同时吸热235J 。
计算此气体的∆U ： DA. 485JB. -482JC. 474JD. -474J6. 对于热力学能是体系状态的单值函数概念，错误理解是：D*CA. 体系处于一定的状态，具有一定的热力学能B. 对应于某一状态，热力学能只能有一数值不能有两个以上的数值C. 状态发生变化，热力学能也一定跟着变化D. 对应于一个热力学能值，可以有多个状态7.戊烷的燃烧热是-3530kJ.mol -1，CO 2(g)和H 2O(l)的生成焓分别是-396kJ.mol -1和-288kJ.mol -1，则戊烷的生成焓是(D )kJ.mol -1:A ．171B ．-171C ．178D ．-1788.1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变∆H 约为：AA ．4157JB ．596JC ．1255JD ．994J9.下述说法中，哪一种不正确： B*AA ．焓是体系能与环境进行交换的能量 ；B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 ；C．焓是体系状态函数；D．焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等二、计算题：1.4molN2气在27℃，1.0MPa等温可逆膨胀到0.1MPa，再等压升温至127 ℃，求此过程的Q，W，ΔH，ΔU。
物理化学-第一章热力学第一定律及其应用练习题-140
物理化学-第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题-140第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题⼀、热⼒学第⼀定律基础1、任⼀循环过程，若系统经历的变化有⼏步，则（C）Q+W=0 （D） Q=W>0请选择答案：A B C D2、⼀理想⽓体系统，压⼒由5p?⼀步等温膨胀⾄p?,做功W1，交换热Q1，再由p?⼀步压缩⾄5 p?,做功W2，交换热Q2，则不正确的是：A.Q1+Q2=-W1-W2B.|W1|>|W2|C.|W1|=|W2|D.|Q1|<|Q2|请选择答案：A B C D（提⽰：|? V|相同，反抗的外压不同。
?U1=0，?U2=0）3、?U=Q+W适⽤于：A.各种系统的热⼒学过程。
B.开放系统和封闭系统的热⼒学过程。
C.封闭系统和孤⽴系统的热⼒学过程。
D.孤⽴系统和开放系统的热⼒学过程。
4、第⼀个确定功和热相互转换的定量关系的科学家是：A ⽡特B 卡诺C 焦⽿D 迈尔5、在⼀绝热恒容容器中盛有⽔，⽔中放有电阻丝，由容器外的蓄电池给电阻丝供电，若以⽔为系统，则下⾯的关系中正确的是：（A）W>0,Q>0,?U>0 （B）W=0,Q>0,?U=0（C）W<0,Q>0,?U>0 （D）W=0,Q=0,?U=06、⽤电阻丝加热烧杯中的⽔，若以⽔中的电阻丝为系统，则下⾯的关系中正确的是：（A）W>0,Q<0,?U>0 （B）W=0,Q>0,?U>0（C）W=0,Q<0,?U<0 （D）W<0,Q>0,?U>07、⼀电冰箱的压缩机⼯作时，若冰箱为系统，则下⾯的关系中正确的是：（A）W>0,Q<0,?U>0 （B）W>0,Q<0,?U<0（C）W=0,Q<0,?U<0 （D）W<0,Q>0,?U>08、电解稀H2SO4⽔溶液时，若以此溶液及电解产物为系统则下⾯的关系中正确的是：（A）W>0,Q>0,?U>0 （B）W<0,Q>0,?U>0（C）W<0,Q>0,?U<0 （D）W>0,Q<0,?U>09、2 mol理想⽓体，在温度T时，由压⼒2p?⼀次膨胀到p?，系统所做的功为：A.W=-4RTB.W=-2RTC.W=-1/2（RT）D.W=-RT（提⽰：W=- p?（V2-V1)=- p?V1=- p?*nRT/(2p?) = -0.5nRT = -RT10、4 mol理想⽓体N2（g），由温度T绝热压缩⾄温度1.5T，则环境所做的功为：A.W=4RTB.W=3RTC.W=5RTD.W=10RT请选择答案：11、在温度T和压⼒p?下反应 CH3CH2OH(g)=C2H4(g）+H2O(g)的反应进度为2mol,若⽓体作理想⽓体处理，则功A. W=2RTB. W=-2RTC. W=RTD. W=-RT请选择答案：12、54g H2O(g)在温度T和压⼒p?下凝结成H2O(l)时，则过程中的功为：A. W=3RTB. W=-3RTC. W=2RTD. W=-2RT请选择答案：13、2mol理想⽓体在温度T，由体积V可逆变⾄2V，则过程中的功为：A.W=nRTln2B.W=-nRTln2C.W=RTD.W=-RT（提⽰：W=-nRTln(V2/V1)=-nRTln2）14、⼀理想⽓体系统，由体积V1变为V2（V1>V2),温度不变，分别经历⼀步，两步，三步和⽆限多步四条途径，相应的功为W1,W2,W3和W n,则下⾯的关系中正确的是：A.W1B. W1=W2=W3=W n,C.W1>W2>W3>W n C. W115、2mol理想⽓体Ar由温度T经⽆限慢且⽆耗散效应的绝热过程达到体积1.5V，温度1.5T,该过程中的功约为：A. W=-3RTB. W=-2RTC. W=-RTD. W=-6RT请选择答案：16、n mol理想⽓体，经绝热过程由温度T1、体积V1和压⼒P1变⾄体积0.8V1,压⼒2.5P1,该⽓体的C p,m与C v,m之⽐为1.4，该过程中的功约为：A. W= nR（T1-T2）B. W= nR（T2-T1）C. W=5nR1 D. W=2.5nRT1请选择答案：17、44g⼲冰在压⼒p?和温度T下，全部变为⽓体，该过程中的功约为：A.W=-RTB.W=-2RTC.W=RTD.W=3RT（提⽰：W=- p?（V2-V1）≈ - p?V2=-RT）18、Carnot循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩4个连续的步骤构成，各步的功⽤W1,W2,W3和W4表⽰，则下⾯的关系中正确的是：(A)W1< W2< W3< W4 （B） W1< W2< W4< W3（C）W1> W2> W3> W4 （D）W1> W2> W4 > W319 n mol理想⽓体，由体积V1和压⼒P1⾃由膨胀致体积2V1,压⼒0.5P1,该过程中的功约为：A. W=-0.5nRTB.W=-nRTC. W=0D.W=-2nRT请选择答案：20、⼀理想⽓体，初态压⼒100kpa，体积10dm3，绝热指数为1.4，经绝热可逆膨胀⾄5dm3，终态压⼒为：（A）2.639P1（B）2P1（C）1.319P1（D）0.758P121、⼀理想⽓体，若由同⼀始态A(P1,V1)分别经可逆等温膨胀和绝热可逆膨胀⾄终态B(P2,V2)与C(P2',V2)，前⼀过程的功W1，后⼀过程的功W2,再由B态和C态经可逆等温压缩和绝热可逆压缩⾄原态A, 前⼀过程的功W3，后⼀过程的功W4,则: (A)W1> W2> W3> W4 （B） W3< W4< W2< W1（C）W1> W3> W2> W4 （D）W3> W4> W2 > W122、1mol理想⽓体，由温度T和压⼒P1可逆等温膨胀⾄0.25P1，过程中的功为：（A）W=-3RT （B）W=-RTln4（C）W=-RT （D）W=RTln423、n mol理想⽓体，经绝热过程由P1，V1，T1变为P2，V2，T2，若P2=4P1，V2=0.5V1，则A.T1/T2=2B.T1/T2=0.25C.T1/T2=0.5D.T1/T2=4(提⽰:P1V1/T1=P2V2/T2,T1/T2=P1V1/P2V2=P1V1/4*0.5P1V1=0.5) 24、在温度T和压⼒P?下，反应 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 的进度为1mol时,过程中的功为:（A）W=- RT （B）W=2RT（C）W= RT （D）W=-2RT25、在373.15K和压⼒p?下,36g H2O(g)变为H2O(l),若已知H2O(l)的⽓化热为40.66kJ/mol,则下⾯的关系中正确的是: (A) H= (81320+2RT)J (B)Q=(81320+2RT)J(C)?U=(-81320+2RT)J (D)?U=(-81320-2RT)J26、若反应H2（g）+(1/2)O2（g）=H2O（g）在孤⽴系统中进⾏，则下⾯的关系中不正确的是：（A）? U=0 （B）W=0（C）? H=0 （D）Q=0（提⽰：?H=?U+?(PV）=?U+V?P，?P≠0）27、2mol理想⽓体N2定容升温，T2=1.25T1,则下⾯关系中正确的是：（A）?U=(3/4)×T1R （B）?H=(5/4)×T1R （C）Q=(7/4)×T1R （D）H=(7/4)×T1R28、4mol理想⽓体K r,等压降温，T2=(4/5)×T1,则下⾯关系中正确的是：（A）? U=-(6/5)×T1R （B）=-2T1R（C）?H=-(14/5)×T1R （D）Q=-(5/6)×T1R29、若某化学反应A（s）+M2N（aq）=AN（aq）+M2（g）在等温等压下于电池中进⾏，做电功150kJ，体积功2.5kJ，放热120kJ，则下⾯关系中正确的是：（A）?r H m=-120kJ （B）W=152.5kJ（C）?U=-272.5kJ （D）Q=?r H m=-120kJ（提⽰：?U=Q+W=-120-152.5=-272.5）30、2mol双原⼦分⼦理想⽓体，在温度T下反抗压⼒p?由体积V1膨胀⾄2V1,下⾯的关系中正确的是：（A）?H m>0 （B）?U>0（C）?U=W （D）Q=RT31、2mol理想⽓体H2（g），经绝热压缩后，体积和压⼒由P1V1变为2P1V1，下⾯的关系中正确的是：（A）?H=5RT1（B）?U=2.5RT1（C）?U=5RT1 （D）?H=7RT132、当⽓体由节流膨胀⽽降温时，下⾯的说法中不正确的是：（A）等焓过程（B）绝热不可逆过程（C）多孔塞两边压⼒恒定不变（D）温度随压⼒的变化率⼩于零33、对节流膨胀，下⾯的说法中正确的是：A.节流系数⼤于零，发⽣加热效应。
第一章_热力学第一定律_习题答案
第一章热力学第一定律练习参考答案1. 一隔板将一刚性绝热容器分成左右两侧，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:∵U=02. 试证明1mol理想气体在恒后下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。
解: 恒压下，W= - p外ΔV= - p外p TnR∆= - R(p外= p，n=1mol，ΔT=1 )3. 已知冰和水的密度分别为0.92×103 kg•m-3和1.0×103 kg•m-3，现有1mol 的水发生如下变化:(1) 在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；(2) 在0℃、101.325kPa下变为冰。
试求上述过程体系所作的体积功。
解: 恒压、相变过程，(1)W= -p外(V2 –V1) = - 101.325×103×⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯⨯33100.1018.0110325.101373314.81=-3100 ( J )(2) W= - p外(V2 –V1) = - 101.325×103×⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯33100.1018.011092.0018.01= -0.16 ( J )4. 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；(2) 若在绝热条件下，使体系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？解:(1)Q+W、ΔU完全确定。
( Q+W=ΔU；Q、W与过程有关)(2) Q、W、Q+W、ΔU完全确定。
(Q=0，W = ΔU)5. 1mol理想气体从100℃、0.025m3经下述四个过程变为100℃、0.1m3:(1) 恒温可逆膨胀；(2) 向真空膨胀；(3) 恒外压为终态压力下膨胀；(4) 恒温下先以恒外压等于0.05m 3的压力膨胀至0.05m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。
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第一章热力学第一定律练习题一、选择题：1．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，∆V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。
2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是：(A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能；(B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；(C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化；(D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。
3．在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：(A)(A)Q > 0，W > 0，∆U > 0 ；(B)(B)Q = 0，W = 0，∆U < 0 ；(C)(C)Q = 0，W = 0，∆U = 0 ；(D) Q < 0，W > 0，∆U < 0 。
4．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：(A) Q ；(B) Q + W ；(C) W (当Q = 0 时) ；(D) Q (当W = 0 时) 。
5．下述说法中，哪一种不正确：(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。
6．在等压下，进行一个反应A + B C，若∆r H m > 0，则该反应一定是：(A) 吸热反应；(B) 放热反应；(C) 温度升高；(D) 无法确定。
7．一定量的单原子理想气体，从A 态变化到B 态，变化过程不知道，但若A 态与B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出：(A) 气体膨胀所做的功；(B) 气体内能的变化；(C) 气体分子的质量；(D) 热容的大小。
8．一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A→B为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于：(A) B→C的内能变化； (B) A→B的内能变化；(C) C→A的内能变化； (D) C→B的内能变化。
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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0.92×103 kg/m 3和1.0×103 kg/m 3，现有1mol 的水发生如下变化：（1）在100℃、101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；（2）在0℃、101.325kPa 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 = 29.30J·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 molRTQ 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101.325kPa 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 4.067×10-4 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 ，273.15K ）→ 冰（101325kPa, 273.15k ）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 ＝ (29.07-0.836×10-3T ＋ 2.01×10-3 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506.6 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101.325 kPa ，求Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
（1）可逆膨胀；（2）对抗恒外压101.325 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 、101.325kPa 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40.7kJ/mol.（2）若在373K 、101.325kPa 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 ＝ 37.6 kJ, ΔH = 40.7 kJ 真空蒸发，p e = 0, W = 0 Q = ΔU - W = 37.6 kJ12. 1mol 单原子理想气体，始态压力为202.65 kPa ，体积为11.2 dm 3，经过pT 为常数的可逆压缩过程至终态压力为405.3 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 = 1.5R, C p,m = 2.5R ,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 = 20.92 J/K, 现将1mol 的该理想气体于27 ℃，101.325kPa 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1013.25kPa .求整个过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。