1热力学基础练习题与答案

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大学物理热力学基础习题与解答

1T2 T1
[D]
p a
b b
T1
d c c T2 V
填空题
1. 要使一热力学系统的内能增加，可以通过做功或传热两种方式，或者两种
方式兼用来完成。理想气体的状态发生变化时，其内能的增量只决定于
温度的变化，而与过程无关。
2 ．一气缸内储有 10 mol 单原子分子理想气体，
在压缩过程中，外力做功 209 J，气体温度升高 1
大学物理
热力学基础
选择题
1. 有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分子）,它们的压强和温度都相等。现将5J 的热量传给氢气，使氢
气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是
（A） 6 J （C） 3 J
（B） 5 J （D） 2 J
[C]
ΔQ M mCvΔT
3. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压
膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外
界吸收的热量之比W / Q 等于：
（A）1 / 3
（B）1 / 4
（C）2 / 5
（D）2 / 7
（D ）
WpΔVmRΔT M
QΔEWm5ΔTmRΔT7mRΔT
M2 M
2M
4．热力学第一定律表明：（A）系统对外所作的功小于吸收的热量；（B）系统内能的增量小于吸收的热量；（C）热机的效率小于1；（D）第一类永动机是不可能实现的。
（P1,V1）开始，经过一个等容过程达到压强为 P1/4 的 b 态，再经过一个等压过程达到状态 c ，最后经过等温过程而完成一个循环。求该循环
过程中系统对外做的功 A 和吸收的热量 Q .
解：设状态 c 的体积为V2 , 由于a , c 两状态的温度相同

(物理化学)第二章热力学基础概念题1

第二章热力学基础概念题一、填空题1、一定量的N 2气在恒温下增大压力，则其吉布斯自由能变。

（填增大，不变，减小）2、物理量,,,,,,Q W U H V T p 属于状态函数的有；属于途径函数的有；状态函数中属于强度性质的有；属于容量性质的有。

3、对组成不变的均相封闭系统，TS p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ；对理想气体TS p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 。

4、21ln V W nRT V =的适用条件是； 1TV γ-=常数的适用条件是； p H Q ∆=的适用条件是。

5、1摩尔理想气体经恒温膨胀，恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程吸热20.0kJ 。

则U ∆＝，H ∆＝，W ＝。

6、体积功的通用计算公式是W ＝；在可逆过程中，上式成为W ＝；在等压过程中，上式成为W ＝。

7、给自行车打气时，把气筒内的空气作为体系，设气筒、橡皮管和轮胎均不导热，则该过程中Q 0，W 0 。

8、273.15K 、101.325kPa 下，固体冰融化为水，其Q 0，W 0， U ∆ 0，H ∆ 0 。

二、选择题1、水在可逆相变过程中：（1）0U ∆=，0H ∆=；（2）0T ∆=，0p ∆=；（3）0U ∆=，0T ∆=；（3）以上均不对。

2、理想气体,p m C 与,V m C 的关系为：（1）,p m C ＝,V m C ；（2）,p m C >,V m C ；（3）,p m C <,V m C ；（4）无法比较。

3、液态水在100℃及101.325Pa 下汽化成水蒸气，则该过程的：（1） △H=0; (2) △S=0; (3) △A=0; (4) △G=0 。

4、理想气体从状态Ⅰ等温自由膨胀到状态Ⅱ，可用那个状态函数的变量来判断过程的自发性：（1）△G ；（2）△U; (3) △S; (4) △H 。

5、公式dG SdT Vdp =-+可适用下述那一过程：（1）在298K, 101.325kP 下水蒸气凝结成水的过程；（2）理想气体膨胀过程；（3）电解水制H 2(g)和O 2(g)的过程;(4) 在一定温度压力下，由()()223N g H g +合成()3NH g 的过程。

大学热力学基础习题答案

大学热力学基础习题答案大学热力学基础习题答案热力学是物理学中的重要分支，研究物质能量转化和能量守恒的规律。

在大学物理学课程中，热力学是一个重要的内容，学生通过习题练习可以更好地理解和掌握热力学的基本原理和计算方法。

下面将为大家提供一些大学热力学基础习题的答案，希望能够对大家的学习有所帮助。

1. 一摩尔理想气体在等温过程中，从体积V1膨胀到体积V2。

求气体对外界做功W。

答案：根据理想气体的状态方程PV=nRT，可以得到P1V1=P2V2，其中P1和P2分别为气体的初始和末态压强，R为气体常数，T为气体的温度。

由于等温过程中温度不变，所以P1V1=P2V2。

根据气体对外界做功的定义，W=PdV，其中P为气体的压强，dV为气体的体积变化。

将P1V1=P2V2代入上式，可以得到W=P1(V2-V1)。

2. 一个物体的内能U与温度T的关系为U=aT^3，其中a为常数。

求物体的热容C。

答案：热容C定义为物体单位温度变化时吸收或释放的热量与温度变化之比。

根据题目中给出的内能与温度的关系式，可以得到U=aT^3。

对该式两边求导，得到dU=3aT^2dT。

根据热容的定义，C=dU/dT，即C=3aT^2。

所以物体的热容C为3aT^2。

3. 一个物体从初始温度T1加热到温度T2，吸收的热量为Q。

如果将该物体再从温度T2降到温度T1，释放的热量是多少？答案：根据热力学第一定律，物体吸收的热量等于内能的增加，即Q=ΔU。

由于物体在加热过程中内能增加，所以ΔU>0。

而在降温过程中，物体内能减少，即ΔU<0。

根据热力学第一定律的表达式Q=ΔU+W，可以得到释放的热量为Q+W。

由于该物体在加热过程中对外界做正功，所以W>0。

因此，在降温过程中释放的热量为Q+W<0。

4. 一个物体的熵S与温度T的关系为S=bT^2，其中b为常数。

求物体的热容C。

答案：热容C定义为物体单位温度变化时吸收或释放的热量与温度变化之比。

第一章化学热力学基础参考答案

第一章2．计算下行反应的标准反应焓变△r Hθm:解：①2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)△f Hθm(kJ•mol-1) 0 -824.2 -1675.7 0 △r Hθm=△f Hθm(Al2O3,s)+2△f Hθm(Fe,s)-2△f Hθm(Al,s)- △f Hθm(Fe2O3 ,s)= -1675.7 + 2×0 - 2×0 - (-824.2)= - 851.5 (kJ•mol-1)②C2H2 (g) + H2(g) → C2H4(g)△f Hθm(kJ•mol-1) 226.73 0 52.26△r Hθm = △f Hθm(C2H4 ,g) - △f Hθm(C2H2,g) - △f Hθm(H2,g)= 52.26 - 226.73 - 0= -174.47 (kJ•mol-1)3. 由下列化学方程式计算液体过氧化氢在298 K时的△f Hθm(H2O2，l)：① H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) △r Hθm = - 214.82 kJ•mol-1② 2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ•mol-1③ 2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ•mol-1④ 2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ•mol-1⑤ H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm= 51.46 kJ•mol-1解：方法1：根据盖斯定律有：[（方程①-方程②+方程③-方程⑤）×2-方程④]÷2可得以下方程⑥H2(g)+O2(g)=H2O2(l) △r Hθm△r Hθm=[(△r Hθ1-△r Hθ2+△r Hθ3-△r Hθ5) ×2-△r Hθ4] ÷2={[-214.82-(-926.92)+(-1070.6)-51.46] ×2-(-498.34)} ÷2=[(-409.96)×2+498.34] ÷2=(-321.58) ÷2= -160.79(kJ•mol-1)△f Hθm(H2O2 ,l)= △r Hθm= -160.79 kJ•mol-1方法2：(1)由①可知H2O的△f Hθm(H2O,g)= - 214.82 kJ•mol-1(2)根据④计算O的△f Hθm(O,g)2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ•mol-1△r Hθm = △f Hθm(O2 ,g)- 2△f Hθm(O,g)= 0 - 2△f Hθm(O,g)= - 498.34 kJ•mol-1△f Hθm(O,g)= 249.17 kJ•mol-1(3) 根据②求算△f Hθm（H,g)2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ•mol-1△f Hθm(kJ•mol-1) 249.17 - 214.82△r Hθm = △f Hθm(H2O,g) - 2△f Hθm(H,g) -△f Hθm(O,g)= - 214.82 - 2△f Hθm(H,g)- 249.17= - 926.92△f Hθm(H,g)= 231.465 kJ•mol-1(4) 根据③求算△f Hθm（H2O2 ,g)2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ•mol-1△f Hθm(kJ•mol-1) 231.465 249.17△r Hθm = △f Hθm(H2O2 ,g) - 2△f Hθm(H,g) -2△f Hθm(O,g)=△f Hθm(H2O2 ,g) -2×231.465 - 2×249.17= - 1070.6△f Hθm(H2O2 ,g)= - 109.33 kJ•mol-1(5) 根据⑤求算△f Hθm(H2O2 ,l)H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm= 51.46 kJ•mol-1△f Hθm(kJ•mol-1) -109.33△r Hθm = △f Hθm(H2O2 ,g) - △f Hθm(H2O2 ,l)= -109.33 - △f Hθm(H2O2 ,l)= 51.46△f Hθm(H2O2 ,l)= -160.79 kJ•mol-14. 在373 K，101.3 kPa下，2.0 mol H2和1.0 mol O2反应，生成2.0 mol的水蒸气，总共放热484 kJ的热量，求该反应的△r H m和△U。

热力学基础计算题-答案(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】《热力学基础》计算题答案全1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R＝8.31 1--⋅⋅K mol J 1，ln 3=1.0986)(1) 计算这个过程中气体对外所作的功．(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？解：(1) 等温过程气体对外作功为⎰⎰===000333ln d d V V V V RT V V RT V p W2分=8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J2分(2) 绝热过程气体对外作功为V V V p V p W V V V V d d 00003003⎰⎰-==γγRT V p 1311131001--=--=--γγγγ2分＝2.20×103 J2分2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ．(1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量E 以及所吸收的热量Q ．(2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C解：(1) A →B ：))((211A B A B V V p p W -+==200 J ．ΔE 1=νC V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 JQ =W 1+ΔE 1＝950J ． 3分B →C ： W 2 =0ΔE 2 =νC V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600J ．Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ．2分C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(23)(3-=-=-=∆C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J3分(2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ．Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J2分3. 0.02 kg 的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．(普适气体常量R =8.31 11K mol J --⋅)解：氦气为单原子分子理想气体，3=i(1) 等体过程，V ＝常量，W =0据 Q ＝E +W 可知)(12T T C M M E Q V mol -=∆=＝623 J3分(2) 定压过程，p = 常量，)(12T T C M M Q p mol -==1.04×103 JE 与(1) 相同．W = Q E ＝417 J4分(3) Q =0，E 与(1) 同W = E=623 J (负号表示外界作功)3分4. 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p 1=1atm ，体积V 1=1L ，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，(1) 在p －V 图上将整个过程表示出来．(2) 试求在整个过程中气体内能的改变．(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm ＝1.013×105 Pa)(4) 试求在整个过程中气体所作的功．解：(1) p －V 图如右图.2分 (2) T 4=T 1E ＝02分 (3) )()(2312T T C M M T T C M M Q V molp mol -+-= )]2(2[23)2(25111111p p V V V p -+-= 11211V p =＝5.6×102 J 4分(4) W ＝Q ＝5.6×102 J 2分T 3 T 4 T 2 T 1 1 2 12 (L) p (atm) O5.1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求： (1) 气体的内能增量． (2) 气体对外界所作的功．(3) 气体吸收的热量． (4) 此过程的摩尔热容．(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)解：(1))(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆ 2分(2) ))((211221V V p p W -+=，W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则)(211122V p V p W -=． 3分(3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )．2分(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中ΔQ =3Δ(pV )．由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ，故 ΔQ =3R ΔT ，摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ． 3分6. 有1 mol 刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0atm ，温度为27℃，若经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm ．试求：(1) 气体内能的增量；BA O V p 1p pV 1V 2(2) 在该过程中气体所作的功；(3) 终态时，气体的分子数密度． ( 1 atm= 1.013×105 Pa ，玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J ·K -1,普适气体常量R =8.31 J ·mol -1·K -1 )解：(1) ∵ 刚性多原子分子 i = 6，3/42=+=i i γ1分∴ 600)/(11212==-γγp p T T K 2分 3121048.7)(21)/(⨯=-=∆T T iR M M E mol J 2分 (2) ∵绝热W =－ΔE =－7.48×103 J (外界对气体作功) 2分(3) ∵ p 2 = n kT 2∴ n = p 2 /(kT 2 )=1.96×1026 个/m 33分7. 如果一定量的理想气体，其体积和压强依照p a V /=的规律变化，其中a 为已知常量．试求：(1) 气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功；(2) 气体体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比．解：(1) d W = p d V = (a 2 /V 2 )d V )11()/(2122221V V a dV V a dW W V V -===⎰⎰2分(2) ∵ p 1V 1 /T 1 = p 2V 2 /T 2∴ T 1/ T 2 = p 1V 1 / (p 2V 2 )由 11/p a V =，22/p a V =得 p 1 / p 2= (V 2 /V 1 )2∴ T 1/ T 2 = (V 2 /V 1 )2 (V 1 /V 2) = V 2 /V 13分8. 汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比E 1∶E 2＝？解：据 iRT M M E mol 21)/(=,RT M M pV mol )/(= 2分得 ipV E 21= 变化前 11121V ip E =，变化后22221V ip E =2分绝热过程 γγ2211V p V p =即 1221/)/(p p V V =γ3分题设 1221p p =，则 21)/(21=γV V 即 γ/121)21(/=V V ∴ )21/(21/221121V ip V ip E E =γ/1)21(2⨯=22.1211==-γ3分9. 2 mol 氢气(视为理想气体)开始时处于标准状态，后经等温过程从外界吸取了 400 J 的热量，达到末态．求末态的压强．(普适气体常量R =8.31J·mol -2·K -1)解：在等温过程中， ΔT = 0 Q = (M /M mol ) RT ln(V 2/V 1) 得 0882.0)/(ln 12==RT M M Q V V mol即 V 2 /V 1=1.093分末态压强 p 2 = (V 1 /V 2) p 1=0.92 atm2分10. 为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2 J ，必须传给气体多少热量？解：等压过程 W = p ΔV =(M /M mol )R ΔT1分内能增量 iW T iR M M E mal 2121)/(==∆∆1分双原子分子 5=i1分∴ 721=+=+=∆W iW W E Q J2分11.两端封闭的水平气缸，被一可动活塞平分为左右两室，每室体积均为V 0，其中盛有温度相同、压强均为p 0的同种理想气体．现保持气体温度不变，用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦)，使左室气体的体积膨胀为右室的2倍，问外力必须作多少功？为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2J ，必须传给气体多少热量？解：设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用W 1、W 2表示，外力作功用W ′表示．由题知气缸总体积为2V 0，左右两室气体初态体积均为V 0，末态体积各为4V 0/3和2V 0/3 . 1分据等温过程理想气体做功： W =(M /M mol )RT ln(V 2 /V 1) 得 34ln 34ln 0000001V p V V V p W ==得 32ln 32ln 0000002V p V V V p W ==2分现活塞缓慢移动，作用于活塞两边的力应相等，则外力W’+W 1=－W 2 21W W W --=')32ln 34(ln 00+-=V p 89ln 00V p = 2分12.一定量的理想气体，从A 态出发，经p －V 图中所示的过程到达B 态，试求在这过程中，该气体吸收的热量．.解：由图可得A 态： =A A V p 8×105 JB 态： =B B V p 8×105 J∵ B B A A V p V p =，根据理想气体状态方程可知B A T T =， E = 03分根据热力学第一定律得：)()(D B B A C A V V p V V p W Q -+-==6105.1⨯= J2分13. 如图，体积为30L 的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压强为1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少？（普适气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1）解：开始时气体体积与温度分别为 V 1 =30×10－3 m 3，T 1＝127＋273＝400 K∴气体的压强为 p 1=RT 1/V 1 =1.108×105 Pa大气压p 0=1.013×105 Pa ， p 1>p 0可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一个阶段等体降温，直至气体压强p 2 = p 0，此时温度为T 2，放热Q 1；第二个阶段等压A CB D p (105 Pa)O V (m 3)2 5814 活塞降温，直至温度T 3= T 0=27＋273 =300 K ，放热Q 2(1))(23)(21211T T R T T C Q V -=-===1122)/(T p p T 365.7 K∴ Q 1= 428 J5分(2) )(25)(32322T T R T T C Q p -=-==1365 J∴ 总计放热 Q = Q 1 + Q 2 = 1.79×103 J5分14.一定量的理想气体，由状态a 经b 到达c ．(如图， abc 为一直线)求此过程中 (1) 气体对外作的功； (2) 气体内能的增量； (3) 气体吸收的热量．(1 atm ＝1.013×105 Pa)解：(1) 气体对外作的功等于线段c a 下所围的面积W ＝(1/2)×(1+3)×1.013×105×2×103 J ＝405.2 J3分(2) 由图看出 P a V a =P c V c ∴T a =T c2分内能增量 0=∆E ．2分(3) 由热力学第一定律得Q =E ∆ +W =405.2J ． 3分15. 一定量的理想气体在标准状态下体积为 1.0×102 m 3，求下列过程中气体吸收的热量：(1) 等温膨胀到体积为 2.0×102 m 3；(2) 先等体冷却，再等压膨胀到 (1) 中所到达的终态．已知1 atm= 1.013×105 Pa ，并设气体的C V = 5R / 2．0 1 2 3 1 2 3 a b c V (L) p (atm)解：(1) 如图，在A →B 的等温过程中,0=∆TE ， 1分∴ ⎰⎰===2121d d 11V V V V T T V V V p V p W Q )/ln(1211V V V p = 3分将p 1=1.013×105 Pa ，V 1=1.0×102 m 3和V 2=2.0×102 m 3代入上式，得 Q T ≈7.02×102 J 1分(2) A →C 等体和C →B 等压过程中 ∵A 、B 两态温度相同，∴ ΔE ABC = 0 ∴ Q ACB =W ACB =W CB =P 2(V 2－V 1) 3分又 p 2=(V 1/V 2)p 1=0.5 atm1分∴ Q ACB =0.5×1.013×105×(2.0－1.0)×102 J ≈5.07×102 J1分16. 将1 mol 理想气体等压加热，使其温度升高72 K ，传给它的热量等于1.60×103 J ，求：(1) 气体所作的功W ；(2) 气体内能的增量E ∆；(3) 比热容比．(普适气体常量11K mol J 31.8--⋅⋅=R )解：(1) 598===∆∆T R V p W J2分(2) 31000.1⨯=-=∆W Q E J1分(3)11K mol J 2.22--⋅⋅==∆TQ C p11K mol J 9.13--⋅⋅=-=R C C p V 6.1==V pC C γ2分1p 2 V V V A B C 等温17. 一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为p 0=1.2×106 Pa ，V 0=8.31×10－3m 3，T 0 =300 K 的初态，后经过一等体过程，温度升高到T 1 =450 K ，再经过一等温过程，压强降到p = p 0的末态．已知该理想气体的等压摩尔热容与等体摩尔热容之比C p / C V =5/3．求：(1) 该理想气体的等压摩尔热容C p 和等体摩尔热容C V ．(2) 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量．(普适气体常量R = 8.31 J·mol －1·K －1)解：(1) 由 35=V pC C 和R C C V p =- 可解得R C p 25= 和 R C V 23= 2分 (2) 该理想气体的摩尔数 ==000RT V p ν 4 mol在全过程中气体内能的改变量为 △E =νC V (T 1－T 2)=7.48×103 J 2分全过程中气体对外作的功为 011ln p p RT W ν=式中 p 1 ∕p 0=T 1 ∕T 0 则 30111006.6ln⨯==T T RT W ν J ． 2分全过程中气体从外界吸的热量为 Q = △E +W =1.35×104J ． 2分18.如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环。

《热学》期末复习用各章习题+参考答案

(
29 × 10 3
)
485��
(4) 空气分子的碰撞频率为
√2��
√2
6 02 × 10 × 22 4 × 10
3 3
×
(3
7 × 10−10)
× 485
(5) 空气分子的平均自由程为
7 9 × 109
��
485 7 9 × 109
6 1 × 10 8��
(�� + �� )�� + ��
(4)
联立方程(1)(2)(3)(4)解得
�� + ��
��
2
�� (�� + �� ) (�� + �� )
�� (�� + ∆��) ��
��
��
(�� + ∆��) ��
��
ln
��
ln ��
�� + ∆��
ln
Hale Waihona Puke 133 101000ln
2
2
+
20 400
269
因此经过 69 × 60 40 后才能使容器内的压强由 0.101MPa 降为 133Pa.
1-7 (秦允豪 1.3.6) 一抽气机转速�� 400�� ∙ �� ,抽气机每分钟能抽出气体20��.设容器的容积�� 2 0��,问经过多长时间后才能使容器内的压强由 0.101MPa 降为 133Pa.设抽气过程中温度始终不变.

热力学基础练习题答案版

热⼒学基础练习题答案版热⼒学基础练习题1、热⼒学第⼀定律ΔU=Q+W 只适⽤于（ D ）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化2、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（ D ）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热⼒学第⼀定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关3、第⼀类永动机不能制造成功的原因是（ A ）(A) 能量不能创造也不能消灭(B) 实际过程中功的损失⽆法避免(C) 能量传递的形式只有热和功(D) 热不能全部转换成功4、下列叙述中不具状态函数特征的是（ D ）A.系统状态确定后，状态函数的值也确定B.系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定C.经循环过程，状态函数的值不变D.状态函数均有加和性5、下列叙述中，不具可逆过程特征的是（ C ）A.过程的每⼀步都接近平衡态，故进⾏得⽆限缓慢B.沿原途径反向进⾏时，每⼀⼩步系统与环境均能复原C.过程的初态与终态必定相同D.过程中，若做功则做最⼤功，若耗功则耗最⼩功6、在下列关于焓的描述中，正确的是（ C ）A.因为ΔＨ＝Ｑ，所以焓是恒压热ＰB.⽓体的焓只是温度的函数C.⽓体在节流膨胀中，它的焓不改变D.因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论7、下⾯关于标准摩尔⽣成焓的描述中，不正确的是（ C ）C.⽣成反应的温度必须是298.15KD.⽣成反应中各物质所达到的压⼒必须是100KPa8、选出下列性质参数中属于容量性质的量 ( C )A.温度TB.浓度cC.体积VD.压⼒p9、关于节流膨胀, 下列说法正确的是( B )(A) 节流膨胀是绝热可逆过程 (B) 节流膨胀中系统的内能变化(C) 节流膨胀中系统的焓值改变(D) 节流过程中多孔塞两边的压⼒不断变化10、如图，在绝热盛⽔容器中，浸⼊电阻丝，通电⼀段时间，通电后⽔及电阻丝的温度均略有升⾼，今以电阻丝为体系有：( B )(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 >011、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12、刚性绝热箱内发⽣⼀化学反应，则反应体系为 ( A )A.孤⽴体系B.敞开体系C.封闭体系D.绝热体系13、下列性质属于强度性质的是 ( D )A.内能和焓B.压⼒与恒压热容C.温度与体积差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15、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下⾯的说法中不正确的是 ( B )A.Cp,m 与Cv,m不相等，因等压过程⽐等容过程系统多作体积功B.Cp,m –Cv,m=R既适⽤于理想⽓体体系，也适⽤于实际⽓体体系C.Cv,m=3/2R适⽤于单原⼦理想⽓体混合物D.在可逆相变中Cp,m 和Cv,m都为⽆限⼤16、对于理想⽓体，⽤等压热容Cp计算ΔH的适⽤范围为 ( C )A.只适⽤于⽆相变，⽆化学变化的等压变温过程B.只适⽤于⽆相变，⽆化学变化的等容变温过程C.适⽤于⽆相变，⽆化学变化的任意过程D.以上答案均不正确17、H＝Q p此式适⽤于哪⼀个过程:( B )（A）理想⽓体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa （B）在0℃、101325Pa下，冰融化成⽔（C）电解CuSO4的⽔溶液（D）⽓体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )2=2NH3的反应进度ξ=1mol时，它表⽰系统中 ( A )A.有1molN2和3molH2变成了2molNH3B.反应已进⾏完全，系统中只有⽣成物存在C.有1molN2和3molH2参加了反应D.有2molNH3参加了反应19、对于化学反应进度，下⾯表述中正确的是 ( B )A.化学反应进度之值，与反应完成的程度⽆关B.化学反应进度之值，与反应式写法有关C.对于指定反应，化学反应进度之值与物质的选择有关D.反应进度之值与平衡转化率有关20、对于化学反应进度，下⾯表述中不正确的是 ( B )A.化学反应进度随着反应进⾏⽽变化，其值越⼤，反应完成的程度越⼤B.化学反应进度之值与反应式写法⽆关C.对于指定的反应，反应进度之值与物质的选择⽆关D.化学反应进度与物质的量具有相同的量纲21、欲测定有机物的燃烧热Q p ,⼀般使反应在氧弹中进⾏，实测得热效为Q V。

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。

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第一次热力学基础练习与答案
班级 ___________________ 姓名 ___________________ 班内序号 ___________________ 一、选择题
1. 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程
是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 [ ] (A) 是A →B. (B) 是A →C.
(C) 是A →D.
(D) 既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。

2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢
气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量
是：［］ (A) 6 J. (B) 5 J.
(C) 3 J. (D) 2 J. 3.一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V ，(2)等体变化使温度恢复为T ，(3) 等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中［］ (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功
(C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少
4. 一定量理想气体经历的循环过程用V －T 曲线表示如图．在此
循环过程中，气体从外界吸热的过程是［］
(A) A →B ． (B) B →C ． (C) C →A ．
(D) B →C 和B →C ．
5. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体
在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的［］
(A) n 倍． (B) n －1倍．
V
(C)
n 1倍． (D) n n 1
+倍． 6.如图，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态 B (p A = p B )，则无论经过的是什么过程，系统必然［］
(A) 对外作正功． (B) 内能增加．
(C) 从外界吸热． (D) 向外界放热．二、填空题
1.
写出理想气体在等体、等压、绝热过程中，
内能增量的表达式：等体过程
_______________,等压过程
________________，绝热过程______________。

2. 热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在
自然界中
所有与热现象有关的实际过程都是不可逆的。

开尔文表述指出了______________
过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了__________________过程是不可逆的。

3．写出理想气体经历以下过程所作功A 、吸热Q 和内能增量E ∆值的正负：
（1）如图（a ），在I-II-III 过程中，______A ，_______Q ，______E ∆。

（2）如图（b ），在I-II-III 过程中，______A ，_______Q ，______E ∆。

在I-II ’-III 过程中，________A ，_______Q ，___________E ∆。

4. 卡诺致冷机的致冷系数为：
2 1 2
2 T T T A Q w -==
，如高、低温热源温度分别为：K T 4001 =，K T 3002 =，而且每一循环从低温热源所吸的热为
V
p V
p
(a)
(b)
第3题图
360 2 J Q =。

则在每一循环中，外界必须作功________ =A 。

5. 一设计者试图设计出这样一种热机：它在一个循环的过程中，能从温度为：
036 K 的高温热源中吸热： 106.9 4J ⨯，向温度为： 027 K 的低温热源放出 100.7 4J ⨯的热量，这样的热机 ___________（填“能”或“不能”）制成，
原因是：。

三、计算题
1．质量为 2 kg 的氧气，其温度由 270 K 升高到 330 K ，如分别经历了：（1）等体过程；（2）等压过程。

计算在这两个过程中，
系统各吸收了多少热量各增加了多少内能对外各作了多少功
2．一系统由如图所示的a 状态沿acb 到b 状态，有340J 热量传入系统，而系统对外作功128J ，（1）若adb 过程系统对外作功52J ，则有多少热量传入系统（2）当系统由b 态沿曲线ba 返回a 状态时，外界对系统作功88J ，则系统是吸热还是放热其
热量值是多少
p O V
3. 1 mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示
的可逆循环，联结ac 两点的曲线Ⅲ的方程为2020/V V p p ,
a 点的温度为T 0
(1) 试以T 0 , 普适气体常量R 表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程
中气体吸收的热量。

(2) 求此循环的效率。

(提示：循环效率的定义式η=1- Q 2 /Q 1， Q 1为循环中气体吸收的热量，Q 2
为循环中气体放出的热量。

)
p
9p 0
第一次热力学基础
一、选择题：1. A 3. A 4. A 5. C 6. B 二、填空题：
1.p V i T R i E ∆⋅=∆⋅⋅
=∆22ν, V p i
T R i E ∆⋅=∆⋅⋅=∆22ν, T R
T R i E ∆-=∆⋅⋅=∆1
2γνν
2. 功完全转变为热（热功转换）；热量自动从高温物体传给低温物体（热
量传递，热传导）
3. (1)负，负（放热），零； (2)正，负（放热），负；正，正（吸热），负
4. J 120
5. 不能；该热机的效率为：
48 136.9 0.76.9 =-，超过理想可逆机的效率：
4 13602701=-。

三、计算题：
1. mol M m 5.62032
.02
===ν, , 5=i R R i C V 252== ，
R R C C V p 2
7
=+=
(1) 等体过程 0=A ， J R T C E Q V 4
1079.79375⨯≈=∆⋅⋅=∆=ν
(2) 等压过程 J R T C Q p 5
10091.113125⨯≈=∆⋅⋅=ν ,
E ∆与过程无关，同上；
J R E Q A 41012.33750⨯≈=∆-=
2.（1）J E A Q adb J E acb 26421252 :
,212128340 :=+=∆+=∴=-=∆ ⑵ J E A Q J A J E a b 300 ,88 ,212 :-=∆+=∴-=-=∆→ , 放热。

3. 设a 状态的状态参量为
p 0, V 0, T 0，则p b =9p 0, V b =V 0,
T b =(p b /p a )T a =9T 0
2
2
0V V p p c c = 000
3V V p p
V c == ∴ p c V c =RT c T c = 27T 0 (1) 过程Ⅰ )9(2
3
)(00T T R T T C Q a b V V -=-=012RT =
(2) 过程Ⅱ Q p = C p (T c －T b ) = 45 RT 0 过程Ⅲ
⎰+-=a
c
V V c a V V V V p T T C Q 2020/d )()( )(3)27(23
3320
000c a V V V p T T R -+-=
02
3030007.473)
27(39RT V V V p RT -=-+-= (2) %3.1645127.471|
|10
00=+-=+-
=RT RT RT Q Q Q p V η。