热力学作业题
热力学习题与答案(原件)
材料热力学习题1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P PST V )()(∂∂-=∂∂。
答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δWdS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdVdH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdTdG 是全微分，因此有：TP P TP ST V ，PT G T P G ，T V P G T P T G P ST G P T P G )()()()()()(2222∂∂-=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂∂-=∂∂∂∂=∂∂∂因此有又而2、论述： 试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。
（假设两固相具有相同的晶体结构）。
由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。
根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。
在低温T 3，固相α的自由能总是比液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。
HPV UGTSTS FPV3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。
第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即：α→β+ α1α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。
图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动力。
4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1（即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。
高三化学化学热力学练习题及答案
高三化学化学热力学练习题及答案1. 选择题1. 下列原因中，能够说明热力学第一定律成立的是：A. 熵是一个状态函数B. 热力学第二定律成立C. 理想气体的内能与温度有关D. 等温过程中，热容量为0答案：D2. 熵最小原理是热力学第几定律的基础？A. 热力学第一定律B. 热力学第二定律C. 热力学第三定律D. 热力学第四定律答案：C3. 以下哪个过程属于绝热过程？A. 等温过程B. 等通压过程C. 等经热过程D. 等熵过程答案：D2. 填空题1. 在绝热条件下，压强增加时，气体的_________。
答案：温度增加2. 一种气体的摩尔熵为5R/J·K^-1，当气体的摩尔数变为原来的2倍时，熵的变化量为_________。
答案：5R/J·K^-13. 摩尔焓是单位质量物质的_________。
答案：焓3. 计算题1. 一个氧气分子的质量为5.3×10^(-26) kg，它的平均动能为3.01×10^(-19) J，求氧气分子的温度。
答案：298 K解析：根据理想气体的平均动能公式：K_avg = (3/2)kT其中，K_avg为平均动能，k为玻尔兹曼常数，T为温度。
将已知数据代入计算：3.01×10^(-19) J = (3/2) × 1.38×10^(-23) J/K × TT = (3.01×10^(-19) J × 2) / ((3/2) × 1.38×10^(-23) J/K)T = 298 K2. 某物质在压强为1 atm，温度为298 K时，其体积为10 L。
将压强增加到2 atm，温度保持不变的情况下，体积变为多少？答案：5 L解析：根据理想气体状态方程：PV = nRT其中，P为压强，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常数，T 为温度。
将已知数据代入计算：1 atm × 10 L = n × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 298 Kn = 10 L × 1 atm / (0.0821 L·atm/(mol·K) × 298 K) ≈ 0.406 mol根据理想气体状态方程，将n和T保持不变，有：2 atm × V = 0.406 mol × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 298 KV = 5 L4. 解答题请结合热力学第一定律回答以下问题：在一个封闭容器中，有一定质量的理想气体，初始温度为300 K。
热力学练习题全解
热力学练习题全解热力学是研究热能转化和热力学性质的科学，它是物理学和化学的重要分支之一。
在热力学中，我们通过解决一系列练习题来巩固和应用所学知识。
本文将为您解答一些热力学练习题，帮助您更好地理解和应用热力学的基本概念和计算方法。
1. 练习题一题目：一个理想气体在等体过程中，吸收了50 J 的热量，对外界做了30 J 的功，求该气体内能的变化量。
解析：根据热力学第一定律，内能变化量等于热量和功之和。
即ΔU = Q - W = 50 J - 30 J = 20 J。
2. 练习题二题目：一摩尔理想气体从A状态经过两个等温过程和一段绝热过程转变为B状态，A状态和B状态的压强和体积分别为P₁、P₂和V₁、V₂，已知 P₂ = 4P₁，V₁ = 2V₂，求这个过程中气体对外界做的总功。
解析：由两个等温过程可知，气体对外界做的总功等于两个等温过程的功之和。
即 W = W₁ + W₂。
根据绝热过程的特性，绝热过程中气体对外做功为零。
因此，只需要计算两个等温过程的功即可。
根据理想气体的状态方程 PV = nRT，结合已知条件可得：P₁V₁ = nRT₁①P₂V₂ = nRT₂②又已知 P₂ = 4P₁，V₁ = 2V₂，代入式①和式②可得：8P₁V₂ = nRT₁③4P₁V₂ = nRT₂④将式③和式④相减，可得：4P₁V₂ = nR(T₁ - T₂) ⑤由于这两个等温过程温度相等，即 T₁ = T₂，代入式⑤可得：4P₁V₂ = 0所以，这个过程中气体对外界做的总功 W = 0 J。
通过以上两个练习题的解答，我们可以看到在热力学中，我们通过应用热力学第一定律和理想气体的状态方程等基本原理，可以解答各种热力学问题。
熟练掌握这些计算方法，有助于我们更深入地理解热力学的基本概念，并应用于实际问题的解决中。
总结：本文对两道热力学练习题进行了详细解答，分别涉及了等体过程和等温过程。
通过这些例题的解析，读者可以理解和掌握热力学的基本计算方法，并将其应用于实际问题的求解中。
热力学习题及答案
四.计算题 1. 1mol 理想气体(CV,m=2.5R)在300K,101kPa下恒熵压缩 到4×101kPa，再恒容升温到500K，最后恒压降温至 400K,求整个过程的W、ΔS、ΔA及 ΔG。 已知Sm(300K)=20J· K-1mol-1
ΔS1=0 T ΔV=0 T =500K Δp=0 T1=300K 2 3 P1=101.3kPa P2=405.3kPa P3 T4=400K P4= P3
9．一定量的理想气体，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：（C）
(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 10.常压下 —10℃ H2O(l)变成—10℃的冰，该过程中
ΔU1=ΔU2,ΔH1=ΔH2,ΔG1=ΔG2
2.封闭系统，W’=0时，下列过程中ΔU、 ΔH、 ΔS、 ΔA、 ΔG何者必为零。 ΔU a.绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程＿＿＿＿＿ ΔG b.某物质的恒温、恒压可逆相变过程＿＿＿＿＿＿＿ c.系统所经历的任一不可逆循环过程＿＿＿＿＿＿＿ 全部
13
S 3
T4
C p ,m
T3
p3 T4 2 30 ln 10 T4 T3 R ln J mol 1 K 1 T3 p4 5.730J mol 1 K 1
p3 dT R ln T p4
Δ S m= Δ S1 +Δ S2+ Δ S3=128.06J· mol-1K-1 S4= Smθ(g,380K)+ΔS(pθ →p4) = Sm θ(g,380K) +Rln(pθ /p4)=180.00J· mol-1K-1 S1=S4-Δ Sm =51.91J· mol-1K-1
热力学练习题1
热力学练习题1一 是非题1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。
2. 气体混合物的virial 系数，如B ，C…，是温度和组成的函数。
3. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。
4. 象d U=T d S-p d V 等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。
5. 一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。
6. 由于剩余函数是在均相系统中引出的概念，故我们不能用剩余函数来计算汽化过程的热力学性质的变化。
7. 逸度与压力的单位是相同的。
8. 汽液两相平衡的条件是汽液两相的逸度相等。
9.纯流体的汽液平衡准则为f V =f L 。
10. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的Gibbs 函数相等。
11. 符合热力学一致性检验的汽液平衡数据一定是真实可靠。
12. 对于给定系统，在一定压力下形成恒沸物，其恒沸组成不变。
13. 下列汽液平衡关系是错误的：V,solvent ˆi i i i i py H x ϕγ*= 14. 从过量性质的定义可知，其数值越大，则溶液的非理想性越强。
15. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。
16. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。
17. 对于理想溶液，遵守Lewis-Landell 规则，等温下p-x-y 图上的p-x 线为一直线。
18. 理想溶液一定符合Lewis-Landell 规则和Henry 定律。
19. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 定律的溶液一定是理想溶液。
20. 二元溶液的Henry 常数只与T 、p 有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry 常数则与T 、p 、组成都有关。
21. 对于理想溶液，所有混合过程的性质变化均为零。
22. 对于理想溶液，所有的过量性质都等于零。
23. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。
高中热力学考试题及答案
高中热力学考试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律表明能量守恒，下列哪项描述是错误的？A. 能量既不能被创造，也不能被消灭B. 能量可以从一种形式转化为另一种形式C. 能量可以在一个封闭系统中自由流动D. 能量转化和转移过程中总量保持不变答案：C2. 以下哪种物质的状态变化过程不涉及相变？A. 水的沸腾B. 冰的融化C. 气体的压缩D. 液体的蒸发答案：C3. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中R是？A. 气体常数B. 普朗克常数C. 相对原子质量D. 阿伏伽德罗常数答案：A4. 根据热力学第二定律，下列哪项描述是正确的？A. 热量可以从低温物体自发地流向高温物体B. 热量不能从低温物体自发地流向高温物体C. 所有自发过程都是熵增过程D. 所有自发过程都是熵减过程答案：C5. 熵是一个状态函数，其物理意义是？A. 系统混乱度的度量B. 系统能量的度量C. 系统压力的度量D. 系统体积的度量答案：A6. 以下哪种情况下，系统的熵会增加？A. 冰块融化成水B. 气体压缩成液体C. 气体膨胀D. 液体蒸发答案：A7. 热力学第三定律表明，当温度趋近于绝对零度时，完美晶体的熵值趋近于？A. 0B. 1C. 负无穷D. 正无穷答案：A8. 以下哪种过程是可逆过程？A. 气体迅速膨胀B. 气体缓慢膨胀C. 液体沸腾D. 固体融化答案：B9. 以下哪种情况下，系统的吉布斯自由能（G）会减少？A. 系统在恒温恒压下自发进行的过程B. 系统在恒温恒压下非自发进行的过程C. 系统在恒温恒容下自发进行的过程D. 系统在恒温恒容下非自发进行的过程答案：A10. 以下哪种物质的比热容最大？A. 气体B. 液体C. 固体D. 等离子体答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 热力学第一定律的数学表达式是：△U = Q + _______。
答案：W12. 理想气体的内能仅与温度有关，与体积和压力无关，这是因为理想气体分子间没有_______。
热力学基础试题及答案
热力学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律指出能量守恒，下列哪项描述是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以从一个物体转移到另一个物体C. 能量可以在封闭系统中增加或减少D. 能量总是从高温物体流向低温物体答案：B2. 熵是热力学中描述系统无序度的物理量，下列哪项描述是正确的？A. 熵是一个状态函数B. 熵是一个过程函数C. 熵只与系统的温度有关D. 熵只与系统的压力有关答案：A3. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中P代表压力，V代表体积，n代表摩尔数，R代表气体常数，T代表温度。
下列哪项描述是错误的？A. 理想气体状态方程适用于所有气体B. 在恒定温度下，气体的体积与压力成反比C. 在恒定压力下，气体的体积与温度成正比D. 在恒定体积下，气体的压力与温度成正比答案：A4. 热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，下列哪项描述是正确的？A. 热量总是从高温物体流向低温物体B. 热量可以在没有外界影响的情况下从低温物体流向高温物体C. 热量可以在外界做功的情况下从低温物体流向高温物体D. 热量可以在没有外界做功的情况下从低温物体流向高温物体答案：C5. 卡诺循环是理想化的热机循环，其效率只与热源和冷源的温度有关。
下列哪项描述是错误的？A. 卡诺循环的效率与工作介质无关B. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度差有关C. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度成正比D. 卡诺循环的效率在所有循环中是最高的答案：C6. 根据热力学第三定律，下列哪项描述是正确的？A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度是不可能达到的C. 绝对零度下所有物质的熵为零D. 绝对零度下所有物质的熵为负值答案：B7. 热力学中的吉布斯自由能（G）是用来描述在恒温恒压条件下系统自发进行变化的能力。
下列哪项描述是错误的？A. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是负值时，反应自发进行B. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是正值时，反应非自发进行C. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是零时，系统处于平衡状态D. 吉布斯自由能的变化（ΔG）与系统的温度和压力无关答案：D8. 相变是指物质在不同相态之间的转变，下列哪项描述是错误的？A. 相变过程中物质的化学性质不变B. 相变过程中物质的物理性质会发生变化C. 相变过程中物质的熵值不变D. 相变过程中物质的体积可能会发生变化答案：C9. 热力学中的临界点是指物质的气液两相在该点的物理性质完全相同。
热力学课外习题(含答案)
判断题：√1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。
×2．不可逆过程一定是自发过程。
(做了非体积功发生的过程不是自发过程)×3．熵增加的过程一定是自发过程。
（如自由膨胀过程）×4．绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。
×5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
（设计一条可逆非绝热可逆过程来计算熵变）×6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。
（环境可能提供负熵流）×7．平衡态熵最大。
（在隔离体系中是对的）×8．在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。
9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?（不矛盾，因为在热全部转化为功的同时，引起了气体的状态的变化）×10．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。
（熵变是可以过程的热温熵）√11．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
（混乱度增大）×12．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
（条件：等温等压，非体积功等于0）×13．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
（当有非体积功如电功时可以发生）×14．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。
（等温条件下如对的）×15．因Q p ＝ΔH ，Q v ＝ΔU ，所以Q p 和Q v 都是状态函数。
（热是过程量，不是状态函数）×16.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸汽压。
（非挥发性溶质的稀溶液）×17.在等温等压不做非体积功的条件下，反应Δr G m <0时，若值越小，自发进行反应的趋势就越强，反应进行得越快。
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文科物理《热力学》习题（计算题）
第一章热平衡与温度（选两题：从1-1至1-4任选一题，1-5至1-7任选一题；多选不限）
温馨提示：
本章计算题解题时只需运用中学的知识，即理想气体状态方程。
不过，解最后三道题时所用到的气体状态方程的形式为p = nkT。
1-1 定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时，气体的压强为×103Pa。
求：
（1）用此温度计测量的温度时，气体的压强是多大
（2）当气体压强为×103Pa时，待测温度是多少K多少o C
解：视水蒸气为理想气体，视三相点温度约为0℃。
P1V=nRT1,P2V=nRT2,P3V=nRT3 P2=(T2/T1)P1=*6650/=×103Pa.
T3=(P3/P1)T1=*==℃.
1-2 自行车的车轮直径为71.12cm，内胎截面直径为3cm。
在-3o C的天气里向空胎里打气。
打气筒长30cm，截面半径1.5cm。
打了20下，气打足了，问此时车胎内压强是多少设车胎内最后气体温度为7o C。
解：内胎体积V2=（∏*）*（∏**）= ㎝~3
打入空气V1=∏***30*20= ㎝~3
P1V1=nRT1,P2V2=nRT2
P2=(V1T2P1)/(V2T1)=*/*=
1-3 某柴油机的气缸充满空气，压缩前其中空气的温度为47o C，压强为×104Pa。
当活塞急剧上升时，可把空气压缩到原体积的1/17，其时压强增大到×106Pa，求这时空气的温度（分别以K和o C表示）。
解：P1V1=nRT1,P2V2=nRT2,
T2=P2V2T1/P1V1=+47)*425/*17)==℃.
1-4 一氢气球在20o C充气后，压强为，半径为1.5m。
到夜晚时，温度降为10o C，气球半径缩为1.4m，其中氢气压强减为。
求已经漏掉了多少氢气（提示：注意气压单位换算）。
解：1atm=101325Pa，P1=121590 Pa,P2= Pa T1= K,T2= K
V1=4/3*∏***= m~3 V2=4/3*∏***= m~3
n1-n2=P1V1/RT1-P2V2/RT2= mol
1-5 目前可获得的极限真空度为×10-18atm。
求在此真空度下1cm3空气内平均有多少个分子设温度为20 o C。
解：PV=nRT, n=×10-18*101325/1000000**=×10-24mol
N=n*×1023≈25个
1-6 “火星探路者”航天器发回的1997年7月26日火星表面白天天气情况是：气压为（1bar=105Pa），温度为 o C，这是火星表面1cm3内平均有多少个分子
解：PV=nRT, n=(671/1000000**=×10-6mol
N= n*×1023≈×1017个
1-7 星际空间氢云内氢原子数密度可达1010/m3，温度可达104K。
求这云内的压强。
解：P=nRT/V=(1010/*1023)**104=*10-9 Pa
第二章气体动力学（无计算题）
第三章热力学第一定律（两题全做）
3-1 有可能利用表层海水和深层海水的温差来制成热机。
已知热带水域表层水温约25 o C，300m深处水温约5 o C。
请问在这两个温度之间工作的卡诺热机的效率有多大
3-2 一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为-10o C，室温为15o C。
若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗103J的功，可从冷冻室中吸出多少热量
热力学第二定律（无计算题）
第四章。