热力学基础思考题-答案解析
热力学 思考题 问与答
热力学思考题问与答热力学-思考题问与答热力学－思考题问与答！热力学,思考1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺必须导入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。
热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2.表中压力或真空度若想做为状态参数展开热力排序？若工质的压力维持不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数与否可能将变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。
若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
3．当真空表中命令数值愈小时，说明被测对象的实际压力愈小还是愈小？请问：真空表中命令数值愈小时，说明被测对象的实际压力愈小。
4.科东俄均衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。
5.不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？请问：不恰当。
不可逆过程就是指不论用任何坎坷繁杂的方法都无法在外界不遗留任何变化的情况下并使系统答复至初态，并不是无法答复至初态。
6.没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？请问：水温较低时，水对热水瓶中的空气展开冷却，空气压力增高，大于环境压力，瓶塞被自动顶上上开。
而水温较低时，热水瓶中的空气潮热，压力减少，大于环境压力，瓶塞被自动吸紧。
7.用u形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？请问：严格说来，就是存有影响的，因为u型管越细，就存有越多的被测工质步入u 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。
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热力学思考题答案
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。
3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p=pb+pg (p> pb), p= pb -pv pb pg1 p2=pg2+p1 (p< pb) pg2中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压pb 改变，压力表读数就会改变。
当地大气压pb 不一定是环境大气压。
5．温度计测温的基本原理是什么？热力学第零定律p1=pg1+pb 4 题图The zeroth law of thermodynamics enables us to measure temperatu re. In order to measure temperature of body A, we compare body C —a thermometer —with body A and temperature scales (温度的标尺，简称温标) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can know the temperatur e of body A with temperature scale marked on thermometer. 6．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。
工程热力学课后思考题及答案
⼯程热⼒学课后思考题及答案第⼀章思考题1、如果容器中⽓体压⼒保持不变，那么压⼒表的读数⼀定也保持不变，对吗？答：不对。
因为压⼒表的读书取决于容器中⽓体的压⼒和压⼒表所处环境的⼤⽓压⼒两个因素。
因此即使容器中的⽓体压⼒保持不变，当⼤⽓压⼒变化时，压⼒表的读数也会随之变化，⽽不能保持不变。
2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系答：平衡（状态）值的是热⼒系在没有外界作⽤（意即热⼒、系与外界没有能、质交换，但不排除有恒定的外场如重⼒场作⽤）的情况下，宏观性质不随时间变化，即热⼒系在没有外界作⽤时的时间特征-与时间⽆关。
所以两者是不同的。
如对⽓-液两相平衡的状态，尽管⽓-液两相的温度，压⼒都相同，但两者的密度差别很⼤，是⾮均匀系。
反之，均匀系也不⼀定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下，“平衡”与“均匀”⼜可能是统⼀的。
如对于处于平衡状态下的单相流体（⽓体或者液体）如果忽略重⼒的影响，⼜没有其他外场（电、磁场等）作⽤，那么内部各处的各种性质都是均匀⼀致的。
3、“平衡”和“过程”是⽭盾的还是统⼀的？答：“平衡”意味着宏观静⽌，⽆变化，⽽“过程”意味着变化运动，意味着平衡被破坏，所以⼆者是有⽭盾的。
对⼀个热⼒系来说，或是平衡，静⽌不动，或是运动，变化，⼆者必居其⼀。
但是⼆者也有结合点，内部平衡过程恰恰将这两个⽭盾的东西有条件地统⼀在⼀起了。
这个条件就是：在内部平衡过程中，当外界对热⼒系的作⽤缓慢得⾜以使热⼒系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同？答：状态量是热⼒状态的单值函数，其数学特性是点函数，状态量的微分可以改成全微分，这个全微分的循环积分恒为零；⽽过程量不是热⼒状态的单值函数，即使在初、终态完全相同的情况下，过程量的⼤⼩与其中间经历的具体路径有关，过程量的微分不能写成全微分。
因此它的循环积分不是零⽽是⼀个确定的数值。
习题1-1 ⼀⽴⽅形刚性容器，每边长 1 m ，将其中⽓体的压⼒抽⾄ 1000 Pa ，问其真空度为多少毫⽶汞柱?容器每⾯受⼒多少⽜顿？已知⼤⽓压⼒为 0.1MPa 。
热力学基础思考题-答案教材
错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独 立变量。
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。
错，绝热压缩温度升 高；理想气体恒温可 逆膨胀，吸热。
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。
第一个结论正确，第 二个结论错。
错，该过程的p环 = 0，不是恒压过程。
1mol水在 l01.325kPa下由 25℃升温至120℃， 其ΔH = ∑CP,mdT。
错，在升温过程中有 相变化。
因焓是温度、压力的 函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、 恒压下发生相变时， 由于dT = 0，dp = 0，故可得ΔH = 0。
错，环境并没有复原。
一个系统经历了一个 无限小的过程，则此 过程是可逆过程。
错，无限小过程不是 可逆过程的充分条件。
若一个过程中每一步 都无限接近平衡态， 则此过程一定是可逆 过程。
错，若有外摩擦力(广 义)存在，则不可逆。
若一个过程是可逆过 程，则该过程中的每 一步都是可逆的。
第1，2个结论正确， 第3个结论错。
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。
错，系统由同一始态 出发，经绝热可逆和 绝热不可逆过程不可 能到达相同的终态。
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。
错，环境的熵变应加 在一起考虑。
当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力 学能一定减少。
工程热力学思考题答案,第一章
第 一 章 基本概念与定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式b e p p p =+()e p p >， b e p p p =-()e p p <中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：选作温度计的感应元件的物体应具备某种物理性质随物体的冷热程度不同有显著的变化。
有两个系统分别和第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变。
热工基础思考题答案(第1-6章)汇总
思考题第一章1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。
热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。
若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。
4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。
5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。
不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。
6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。
而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。
7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。
第二章绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。
问：⑴空气的热力学能如何变化？⑵空气是否作出了功？⑶能否在坐标图上表示此过程？为什么？答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。
第一章 化学热力学基础思考题与习题答案
第二章化学键与分子结构同步练习、思考题与习题答案同步练习P50：1．（A）2．（D）P57：1．（B）2．（C）P64：1．（D）2．（D）3．（C）P71：1．（C）2．平面三角形、三角锥形、平面三角形；sp2、不等性sp3、sp23．（D）P78：1．（B）2．（A）3．（C），（A）与（D）4．（C）、（F）P86：1．（B）2．（C）3．SbH3> AsH3> PH3，高，取向力、诱导力、色散力，氢键作用力思考题1．（1）B （2）C （3）D （4）C 、E （5）C、D （6）B （7）A、D （8）A 2．（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×3．略4．（1）（2）大多数分子中以色散力为主。
（3）（4）水分子间易形成氢键，导致分子间作用力加强，因此水蒸气易液化。
而氮气分子间以及氢气分子间都只有色散力，且分子量较小，因此分子间作用力相对较弱，故通常条件下不易液化。
（5）CF4、CCl4、CBr4和CI4四化合物均为非极性分子，分子间只存在色散力，随分子量增大，分子间作用力逐渐加强，因此状态由气态到液态再到固态，同时熔点也依次升高。
习题1．Be2+：2电子构型Fe2+、Cu2+：9~17电子构型Zn2+、Sn4+：18电子构型Pb2+：18+2电子构型S2--、Br–：8电子构型2．非极性分子：CH4、BCl3、CS2；极性分子：CHCl3、NCl3、H2S3．（1）色散力（2）取向力、诱导力、色散力、氢键（3）诱导力、色散力（4）取向力、诱导力、色散力4．5．6．不等性sp 3，角形，H 2O 偶极矩大，χΔ大。
7．O 2分子轨道电子排布式为：O 2 ：(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(σ2p x )2(π2p y )2(π2p z )2(π*2p y )1(π*2p z )1 O 2+、O 2-、O 22-分子轨道电子排布式分别为：O 2+ ：(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(σ2p x )2(π2p y )2(π2p z )2(π*2p y )1 O 2- ：(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(σ2p x )2(π2p y )2(π2p z )2(π*2p y )2(π*2p z )1 O 22-：(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(σ2p x )2(π2p y )2(π2p z )2(π*2p y )2(π*2p z )2O 2+、O 2、O 2-、O 22-单电子数分别为1、2、1和0，分别具有顺磁、顺磁、顺磁和反磁性。
热力学第一定律思考题(答案)
第一章热力学第一定律思考题1. 下列说法中哪些是不正确的（1）绝热封闭系统就是孤立系统；（2）不作功的封闭系统未必就是孤立系统；（3）作功又吸热的系统是封闭系统；（4）与环境有化学作用的系统是敞开系统。
【答】（1）不一定正确。
绝热条件可以保证系统和环境之间没有热交换，封闭条件可以保证系统和环境之间没有物质交换。
但是单单这两个条件不能保证系统和环境之间没有其他能量交换方式，如作功。
当绝热封闭的系统在重力场中高度发生大幅度变化时，系统和地球间的作功不能忽略，系统的状态将发生变化。
（2）正确。
（3）不正确。
系统和环境间发生物质交换时，可以作功又吸热，但显然不是封闭系统。
为了防止混淆，一般在讨论功和热的时候，都指定为封闭系统，但这并不意味着发生物质交换时没有功和热的发生。
但至少在这种情况下功和热的意义是含混的。
（4）正确。
当发生化学作用（即系统和环境间物质交换）时，将同时有热和功发生，而且还有物质转移，因此是敞开系统。
2. 一隔板将一刚性容器分为左、右两室，左室气体的压力大于右室气体的压力。
现将隔板抽去，左、右室气体的压力达到平衡。
若以全部气体作为系统，则△U、Q、W为正为负或为零【答】因为容器是刚性的，在不考虑存在其它功的情况下，系统对环境所作的功的W = 0 ；容器又是绝热的，系统和环境之间没有能量交换，因此Q = 0；根据热力学第一定律△U = Q ＋W，系统的热力学能（热力学能）变化△U = 0。
3. 若系统经下列变化过程，则Q、W、Q + W 和△U 各量是否完全确定为什么（1）使封闭系统由某一始态经过不同途径变到某一终态；（2）若在绝热的条件下，使系统从某一始态变化到某一终态。
【答】（1）对一个物理化学过程的完整描述，包括过程的始态、终态和过程所经历的具体途径，因此仅仅给定过程的始、终态不能完整地说明该过程。
Q、W 都是途径依赖（path-dependent）量，其数值依赖于过程的始态、终态和具体途径，只要过程不完全确定，Q、W 的数值就可能不确定。
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错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独 立变量。
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。
错，绝热压缩温度升 高；理想气体恒温可 逆膨胀，吸热。
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。
第一个结论正确，第 二个结论错。
若规定温度T时，处 于标准态的稳定态单 质的标准摩尔生成焓 为零，那么该温度下 稳定态单质的热力学 能的规定值也为零。
错，U = H - pV。
一定量的理想气体由 0℃、200kPa的始 态反抗恒定外压(p环 = 100kPa)绝热膨 胀达平衡，则末态温 度不变。
错，该过程不是可逆 过程。
第1，2个结论正确， 第3个结论错。
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。
错，系统由同一始态 出发，经绝热可逆和 绝热不可逆过程不可 能到达相同的终态。
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。
错，环境的熵变应加 在一起考虑。
错，环境并没有复原。
一个系统经历了一个 无限小的过程，则此 过程是可逆过程。
错，无限小过程不是 可逆过程的充分条件。
若一个过程中每一步 都无限接近平衡态， 则此过程一定是可逆 过程。
错，若有外摩擦力(广 义)存在，则不可逆。
若一个过程是可逆过 程，则该过程中的每 一步都是可逆的。
平衡态熵最大。
错，要在隔离系统中 平衡态的熵才最大。
在任意一可逆过程中 ∆S = 0，不可逆过 程中∆S > 0。
错。
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，因气体的状 态变化了。
自发过程的熵变∆S > 0。
错，如过冷水结冰。
错，均相系统的V才 与总物质的量成正比。
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。
错，两个独立变数可 确定系统的状态只对 组成一定的均相封闭 系统才成立。
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。
当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力 学能一定减少。
错，理想气体等温可 逆压缩时向环境传热 温度不变。
在等压下，机械搅拌 绝热容器中的液体使 其温度上升，则ΔH = Qp = 0。
错，机械搅拌时 W’≠0 。
对于同一始态出发的 理想气体的绝热变化 过程，WR = ΔU = nCV,mΔT，WIr = ΔU = nCV,mΔT，所 以WR = WIr 。
当系统向环境传热时 (Q < 0)，系统的熵 一定减少。
错，系统的熵除热熵 外，还有构型熵。当 非理想气体混合时就 可能有少 许热放出。
一切物质蒸发时，摩 尔熵都增大。
对。
冰在0℃，p 下转变 为液态水，其熵变ΔS >0，所以该过程为自 发过程。
错。未计算环境的熵 变；
自发过程的方向就是 系统混乱度增加的方 向。
错，H = f(T,p)只 对组成不变的均相封 闭系统成立。
因Qp = ΔH，QV = ΔU，所以Qp - QV = ΔH - Δ U = Δ(pV) = -W。
错，Δ(pV)是状态函 数的增量，与途径无 关，也不等于功。
卡诺循环是可逆循环， 当系统经一个卡诺循 环后，不仅系统复原 了，环境也会复原。
错，两个过程的ΔT不 同。
自然界发生的过程一 定是不可逆过程。
对。
不可逆过程一定是自 发过程。
错，如绝热不可逆压 缩过程。
熵增加的过程一定是 自发过程。
错，理想气体的等温 可逆膨胀ΔS > 0。
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。
对。
气体经绝热自由膨胀 后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气 体温度不变。
错，一般的非理想气 体的热力学能不仅只 是温度的函数。
(∂U/∂V)T = 0 的 气体一定是理想气体。
错，该条件对服从 pVm = RT + bp的 气体也成立。
因理想气体的热力学 错， (∂U/∂V)p≠(∂U/∂ 能与体积压力无关， 所以(∂U/∂V)p = 0。 V)T 。
对。
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。
错，这不是理想气体 的单纯 pVT 变化。
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。
热力学基础思考题
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。
第一句话对，第二句 话错，如理想气体的 等温过程ΔU = 0， ΔH = 0。
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。
错，该过程的p环 = 0，不是恒压过程。
1mol水在 l01.325kPa下由 25℃升温至120℃， 其ΔH = ∑CP,mdT。
错，在升温过程中有 相变化。
因焓是温度、压力的 函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、 恒压下发生相变时， 由于dT = 0，dp = 0，故可得ΔH = 0。
因QP = ΔH，QV = ΔU，所以QP 与QV 都是状态函数
错，QV、Qp是状态 变化的量、不是由状 态决定的量。
封闭系统在压力恒定 的过程中吸收的热等 于该系统的焓。
错，(1)未说明该过 程的W'是否为零； (2)若W' = 0，该过 程的热也只等于系统 的焓变。
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。