热力学定律习题..
高中物理《热力学定律》练习题(附答案解析)
高中物理《热力学定律》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于物体内能的变化，下列说法中正确的是（ ）A ．物体吸收了热量，它的内能可以减小B ．物体的机械能变化时，它的内能也一定随着变化C ．外界对物体做功，它的内能一定增加D ．物体既吸收热量，又对外界做功，它的内能一定不变2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了4810J ⨯的功，气体的内能减少了51.210J ⨯，则下列各式中正确的是（ ）A ．454810J 1.210J 410J W U Q =⨯∆=⨯=⨯，，B ． 455810J 1.210J 210J W U Q =⨯∆=-⨯=-⨯，，C ． 454810J 1.210J 210J W U Q =-⨯∆=⨯=⨯，，D ． 454810J 1.210J 410J W U Q =-⨯∆=-⨯=-⨯，，3．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的4．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）A ．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体B ．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故C ．木船浮在水面上是由于表面张力D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加5．下列说法正确的是（ ）A ．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度6．关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能D．能量的转化、转移没有方向性7．关于热现象，下列说法正确的是（）A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．气体吸热，其内能一定增加D．0°C水结成冰的过程中，其分子势能增加8．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A．压强增大，内能减小B．压强减小，分子热运动的平均动能增大C．吸收热量，内能增大D．对外做功，分子热运动的平均动能减小二、多选题9．下列关于热力学第二定律的理解正确的是（）A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C．从微观的角度看，热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展D．没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能10．一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。
热力学第一定律习题
o
6232 .5J 放热
b
1
2
V 10 3 m 3
Qbc CV Tc Tb
3 2
R
T c
Tb
3739 .5J 吸热
Qca RT c ln Va Vc
T K
c
a
b
o
1
2
V 10 3 m 3
3456J 吸热
（2）W Qbc Qca Qab 963 J
（3） W Q1 13 .4%
P (atm)
d
b
(2) Eab= ?
(3) 循环过程水蒸
6
气作旳净功 W= ?
c
(4) 循环效率 ?
2
a
o
V (l)
25
50
(注:循环效率 W/ Q1 , W为循环过程水
蒸汽对外作旳净功, Q1 为循环过程水蒸气
吸收旳热量, 1atm=1.013105Pa)
解:水旳质量 M 36 10 3 kg
Q2
QCD
M
CP
TC
TD
D
C
1 Q2 1 TC TD
0
V
Q1
TB TA
1
TC TB
1 1
TD TA
TC TB
1 TC TB
1 300 25% 400
根据绝热过程方程得到：
P T 1 AA
P T 1 DD
P T 1 BB
PC
T 1 C
10.如图所示，abcda为 1 mol单原子分子理想气 体旳循环过程，求：(1)气体循环一次，在吸热 过程中从外界共吸收旳热量；(2)气体循环一次 做旳净功；(3)此循环旳效率。
W
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 。
热力学第二定律习题
第二章热力学第二定律一、思考题1. 任意体系经一循环过程△U，△H，△S，△G，△F 均为零，此结论对吗？2. 判断下列说法是否正确并说明原因(1) 夏天将室内电冰箱门打开，接通电源，紧闭门窗(设墙壁、门窗均不传热),可降低室温。
(2) 可逆机的效率最高，用可逆机去拖动火车，可加快速度。
(3) 在绝热封闭体系中发生一个不可逆过程从状态I→II，不论用什么方法体系再也回不到原来状态I。
(4) 封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。
3. 将气体绝热可逆膨胀到体积为原来的两倍。
此时体系的熵增加吗？将液体绝热可逆地蒸发为气体时，熵将如何变化？4. 熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。
此结论对吗？5. 体系由平衡态A 变到平衡态B，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变，对吗？6. 凡是△S > 0 的过程都是不可逆过程，对吗？7. 任何气体不可逆绝热膨胀时其内能和温度都要降低，但熵值增加。
对吗？任何气体如进行绝热节流膨胀，气体的温度一定降低，但焓值不变。
对吗？8. 一定量的气体在气缸内(1) 经绝热不可逆压缩，温度升高，△S > 0(2) 经绝热不可逆膨胀，温度降低，△S < 0两结论对吗？9. 请判断实际气体节流膨胀过程中，体系的△U、△H、△S、△F、△G中哪些一定为零？10. 一个理想热机，在始态温度为T2的物体A 和温度为T1的低温热源R 之间可逆地工作，当 A 的温度逐步降到T1时，A 总共输给热机的热量为Q2，A 的熵变为△S A，试导出低温热源R 吸收热量Q1的表达式。
11. 在下列结论中正确的划√，错误的划×下列的过程可应用公式△S = nR ln(V2/ V1) 进行计算：(1) 理想气体恒温可逆膨胀(2) 理想气体绝热可逆膨胀(3) 373.15K 和101325 Pa 下水的汽化(4) 理想气体向真空膨胀12. 请判断在下列过程中，体系的△U、△H、△S、△F、△G 中有哪些一定为零？(A) 苯和甲苯在常温常压下混合成理想液体混合物；(B) 水蒸气经绝热可逆压缩变成液体水；(C) 恒温、恒压条件下，Zn 和CuSO4溶液在可逆电池中发生置换反应；(D) 水蒸气通过蒸气机对外作功后恢复原状；(E) 固体CaCO3在P⊖分解温度下分解成固体CaO 和CO2气体。
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。
《热力学第一、第二定律》习题
《热力学第一、第二定律》习题本章从能量的观点研究物质热现象的宏观基本规律及其应用，是热力学的基础内容。
主要有：准静态过程、热量、功、内能等基本概念，与热力学第一定律及其对理想气体各等值过程的应用，理想气体的摩尔热容，循环过程，卡诺循环和热力学第二定律等。
基本要求掌握功和热量的概念，理解平衡过程。
掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体各等值过程和绝热过程中功、热量、内能的改变量及卡诺循环的效率。
理解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定律的两种叙述。
一、基本练习在下列理想气体各种过程中，那些过程可能发生？（）(A) 等体加热，内能减少，压强升高 (B) 等温压缩，吸收热量，压强升高(C) 等压压缩，吸收热量，内能增加 (D) 绝热压缩，内能增加，压强升高2在实际应用中，提高热机的效率可行的办法是（）(A) 提高高温热源的温度 (B) 降低低温热源的温度(C) 选择单原子理想气体作工作物质 (D) 增大热机功的输出3下列说法那一个是正确的（）(A) 热量不能从低温物体传到高温物体(B) 热量不能全部转变为功(C) 功不能全部转化为热量(D) 气体在真空中的自由膨胀过程是不可逆过程4 在绝热容器中，气体分子向真空中自由膨胀，在这过程中（ ）(A)气体膨胀对外作功，系统内能减小 (B)气体膨胀对外作功，系统内能不变(C)系统不吸收热量，气体温度不变 (D)系统不吸收热量，气体温度降低5 一定量的理想气体，从p-V 图上初态a 经历①或②过程到达末态b ，已知a 、b 两态处于同一条绝热线上（图中虚线所示），问各过程中气体吸热还是放热。
（ ）(A) ①过程吸热，②过程放热(B) ①过程放热，②过程吸热(C) 两种过程都吸热 (D) 两种过程都放热6 一定量的理想气体分别由初态a 经①过程a b 和由初态a '经②过程a 'cb 到达相同的终态b ，如p -T 图所示，则两个过程中气体从外界吸收热量Q 1、Q 2的关系为（ ）(A) 211,0Q Q Q >< (B) 211,0Q Q Q >>(C) 211,0Q Q Q << (D) 211,0Q Q Q <>7 一定量的理想气体从体积V 1膨胀到体积V 2分别经历的过程如 下左图：AB 等压过程；AC 等温过程；AD 绝热过程，其中吸热最多的过程（ ）(A) AB (B) AC (C) AD (D) 一样多8 如上面右图所示,下列说法正确的是（）(A) a gd线上各状态的温度比a cd线上各状态的温度高(B) a gd所表示的过程系统放出热量(C) 路径a cd和a gd表示等温过程(D) 面积a cdg a表示循环过程中系统所作的功9 1mol的单原子理想气体从A状态变为B状态，如果不知道是什么气体，变化过程也不清楚，但是可以确定A、B两态的宏观参量，则可以求出（）(A) 气体所作的功 (B) 气体内能的变化(C) 气体传给外界的热量 (D) 气体的质量10 在标准大气压下，1g水的体积为1.0cm3，水沸腾后完全汽化，变成1.671×10-3m3的蒸气，在此过程中内能的增量为（标准大气压下水的汽化热为2.26⨯106J·kg-1）。
热力学第一、第二定律习题课
5.理想气体在下列过程中，系统与环境的总熵变是多少？
恒温下向真空中膨胀（始态P1、V1、T1末态P2、V2、T2）。 恒温可逆膨胀。
6．一切绝热过程的熵变都等于零，这样理解是否正确？为什么？
7. 进行下述过程时，系统的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG何者为零？
（1）非理想气体的卡诺循环；（2）在100℃,101325Pa下1mol水蒸发
（A ）
A. 等于2.5mol B. 等于－2.5mol C. 对不同反应物计算结果不一样 D. 反应物没反应完而无法计算
已知某温度下，∆fHmΘ(CO2)=－393.3kJ/mol，∆cHmΘ(CO)=－ 282.8kJ/mol，则∆fHmΘ(CO)为 （C）－676.1 kJ/mol； （A ） （A）－110.5 kJ/mol ； （B）110.5 kJ/mol ； （D）－172.3 kJ/mol
（B）
在300K时，2mol某理想气体的吉布斯函数G与赫姆霍
兹函数A的差值为 （ C ）
A. G-A=1.247kJ; C. G-A = 4.988kJ; B. G-A= 2.494kJ; D. G-A = 9.977kJ
当10mol N2和20mol H2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5mol NH3生成。对反应式N2+3H2=2NH3，反应进度
ΔrSm,隔离 = ΔrSm,体+ ΔSm,环= 147.6 J· K-1· mol-1
(3) ΔrGm = ΔrHm- TΔrSm= QR' - QR= - 4.400 kJ
Wf = -ΔrGm= 44.000 kJ
2. 2mol单原子理想气体始态为298K，3039.75kPa，经绝热膨胀压 力突然降到1013.25kPa，做了2095 J的功，求该体系的熵变值。 [答 ] 因为是绝热过程，所以Q=0，所以有：
热力学第一定律第二定律习题课_题目
热力学第一定律、第二定律习题课1．将373.15K 、0.5×101.325kPa 的水汽100dm 3等温可逆压缩到101.325kPa （此时仍为水汽），并继续压缩到体积为10.0dm 3为止(压力仍为101.325kPa ，此时有部分水汽凝结为水)。
试计算整个过程的Q 、W 、△U 和△H 。
假定水汽为理想气体，凝结出水的体积可忽略不计。
已知水的汽化热为40.59kJ·mol -1；水的正常沸点为将373.15K ，此时水的密度为958kg·m −3，水汽的密度为0.588kg·m −3。
2．已知在263.15K 时水和冰的饱和蒸气压分别为p l ＝611Pa 和p s ＝552Pa ，273.15K 下水的凝固热为−6028J ∙mol -1，水和冰的等压摩尔热容分别为75.4J ∙K −1∙mol −1和37.1J ∙K −1∙mol −1。
试求：(1) 273.15K 、101.325kPa 下1mol 水凝结为冰过程的ΔS ，ΔG ；(2) 263.15K 、101.325kPa 下1mol 水凝结为冰过程的ΔS 和ΔG ，并判断该过程能否自动进行。
3．判断下列说法是否正确：1) 状态给定后，状态函数就有一定的值，反之亦然。
2) 状态函数改变后，状态一定改变。
3) 状态改变后，状态函数一定都改变。
4) 因为ΔU = Q V ，ΔH = Q p ，所以Q V ，Q p 是特定条件下的状态函数。
5) 恒温过程一定是可逆过程。
6) 气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则ΔH = Q p = 0。
7) 根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收能量。
8) 系统从状态I 变化到状态II ，若ΔT = 0，则Q = 0，无热量交换。
9) 在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH = Q p = 0。
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（6）理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该 变化过程中系统的熵变及环境的熵变因为______
(a)Ssys 0, Ssur 0 (b)Ssys 0, Ssur 0 (c)Ssys 0, Ssur 0 (d )Ssys 0, Ssur 0
(a)-200J•K-1 (c)-20J•K-1
(b)200J•K-1 (d)20J•K-1
3．在水的正常沸点（373.15K，101.325kPa），有 1mol H2O(l)变为同温、同压的H2O(g)，已知水的摩 尔汽化焓变值为 △vapHm=40.69kJ•mol-1，请计算该 变化的Q、△U、△H、W、 △S、 △GA、△G的值 各为多少？
(b) 产物与反应物中，气相物质的物质的量之差
(c) 产物与反应物中，凝聚相物质的物质的量之差
(d) 产物与反应物的总的热容差
（5）反应的计量方程为 H2 Cl2 2HCl ，
5mol H2(g)与4molCl2(g)混合发生反应，最后生成 2molHCl(g),则该反应的反应进度等于______
（4）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所 以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量；
（5）等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上 升，则△H=Qp=0；
（6） 被压瘪了的乒乓球放在热水中能复原，这是从单 一热源吸热对外做功的过程，与kelvin说法不符。 （7）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可 逆的。 （8）凡熵增加过程都是自发过程。
（7）室温下对一定量的纯物质而言，当Wf=0 时，
值为
A T
V
（）
（a）>0 （b）<0 (c)=0 (d)无定值
（8） 热力学基本式dG= -SdT+VdP可适用下述哪 一个过程？（ ）
(a)298K,pθ 的水蒸发过程 (b)理想气体真空膨胀 (c)电解水制氢 (d)N2+3H2 2NH3未达平衡
（2）被绝热材料包围的房间内放有一电冰箱，将冰箱 门打开的同时供以电能使冰箱运行，室内的温度将 _________。
选择填入：
(a)逐渐降低 (b)逐渐升高 (c)不变 (d)不能确定
（3）1mol、373K、101.325kPa下的水经历两个不 同过程达到373K、101.325kPa下的水蒸气：（1）等 温可逆蒸发，（2）真空蒸发。这两个过程中功和热 的关系______
（9）对处于绝热钢瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵 变一定大于零。
（10）系统达平衡时熵值最大，吉布斯自由能最小。
2、选择题
（1）功和热____________。 选择填入： ( a)都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 (b)都是途径函数，对应某一状态有一确定值 (c)都是状态函数，变化量与途径无关 (d)都是状态函数，始、终态确定，其值也确定
(a) W1 < W2，Q1 > Q2 (b) W1 < W2，Q1 < Q2
（c) W1 =W2，Q1 =Q2 （d) W1 >W2，Q1 < Q2
（4）欲测定有机物的燃烧热Qp，一般使反应在氧弹 中进行，实验测得的热效应为Qv。已知两种热效应 的关系为Qp=Qv+△nRT ，式中的△n是指
(a) 产物与反应物总物质的量之差
（9）某化学反应在300K，pθ下在试管中进行 时放热60000J，若在相同条件下通过可逆电池 进行反应 ，则吸热6000J，则该化学反应的熵 变△S体为（ ）
(a)-200J•K-1 (c)-20J•K-1
(b)200J•K-1 (d)20J•K-1
（10）上题反应在试管中进行时其环境的 熵变△S环为（ ）
Kelven
热力学定律习题
Clausius
1、判断下列说法是否正确
（1） 状态改变后，状态函数一定都改变；
（2）因为△U=Qv，△H=Qp，所以Qv和Qp都是特定条 件下的状态函数。
（3） 某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q1，焓变为 △H1。若将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学 反应和电池反应的始态和终态相同，这时热效应为Q2，焓 变为△H2，则△H1=△H2。