10 热力学第一定律习题详解
在p-V图上，循环过程曲线所围成的面积等于该循环过程对外所做的
功，图中半圆形几何面积：（r为半圆的半径）。
从图上可知
所以
由理想气体状态方程有 ，和，
所以
（其中为摩尔数）
理想气体的摩尔等压热容 ，其中i为自由度。
因自由度最小为3，所以只可能大于或等于，所以
5． 一卡诺机从373K的高温热源吸热，向273K的低温热源放热，若该热
（A）等压；（B）等温；（C）绝热；（D）无法判断。 答案：A 解：在p-V图上绝热线比等温线要陡，所以图中中间的曲线表示的应该 是等温过程。
图中三种过程的起始态和终止态的体积分别相同，因为在p-V图上， 曲线所围成的面积等于该过程对外所做的功，所以等压过程中对外所做 的功最大，等温过程次之，绝热过程最小。
5．一热机在两热源（，）之间工作，一循环过程吸热1800J，放热 800J，做功1000J，此循环可能实现吗？[ ]
（A）可能； （B）不可能； （C）无法判断。 答案：B 解： 该循环过程的效率，而由卡诺定理，得知此过程不能实现，故本 题答案为B。
二、填空题
1．汽缸内有单原子理想气体，若绝热压缩使体积减半，问气体分子的
由固体的状态方程可得：，代入内能表达式中有 所以
（2）根据定压摩尔热容定义，有 （对1mol物质） 由热力学第一定律 所以 由固体的内能表达式可得 由固体的状态方程可得 所以
3．容器被中间一可移动、无摩擦且绝热的活塞分成I、Ⅱ两部分，活塞
不漏气，容器左边封闭且导热，其它部分绝热，开始时，I、Ⅱ两部分 各有温度为0oC，压强为1atm的刚性双原子分子理想气体，I、Ⅱ两部分
0（“小于”、“大
于”或“等于”）；过程中，吸收的热量Q
0（“小于”、“大于”或“等
于”）。
答案：小于；大于。
解：热力学功，因，所以。
中间为绝热线，根据热力学第一定律有
所以 ，内能为态函数，所以。
根据热力学第一定律，对于1-2-3过程，。由p-V图上曲线围成的面积和
热力学系统对外做功的关系可以得知：
（2） 由状态方程（），得；
（3）氮气的自由度为5，由理想气体内能公式得，内能增加
2．设1mol的某种固体，其状态方程为，其内能为，其中、、和均为常 数，试求定容摩尔热容和定压摩尔热容。 答案：（1）；（2）。 解：（1）根据定容摩尔热容定义，有 （对1mol物质）
由热力学第一定律，在V不变时，有 所以
习题十
一、选择题 1．双原子理想气体，做等压膨胀，若气体膨胀过程从热源吸收热量 700J，则该气体对外做功为 [ ]
（A）350J； （B）300J； （C）250J； （D）200J。 答案：D 解：，所以 ，（） ，本题答案为D。
2．一定量理想气体，从同一初态出发，体积V1膨胀到V2，分别经历三 种过程，（1）等压；（2）等温；（3）绝热。其中吸收热量最多的是 [ ]
答案：（1）J；（2）W；（3）。
解：（1）
此卡诺制冷循环制冷系数为
因为，所以
J
（2）电功率
W
（3）做冰需要的时间为
ab、bc过程中温度升高吸热，所以
系统在cd、da过程中温度降低放热，所以
故此循环过程的效率为
5．一台家用冰箱，放在气温为300K的房间内，做一盘的冰块需从冷冻
室中取走的热量 ，设冰箱为理想卡诺制冷机。试求：（1）做一盘冰需
要的功；（2）若此冰箱能以的速率取出热量，所需要的电功率为多少
瓦？（3）做冰块所需要的时间。
（A）127K； （B）300K； （C）425K； （D）无法判断。 答案：C 解：当高温热源温度为127oC时，该可逆卡诺循环的效率为 又因，此时可逆卡诺循环对外放出的热J， 当循环对外做功变为10000J时，由于维持低温热源温度不变，而且两卡 诺循环都在两个相同的绝热线间工作，所以J。此时，该可逆卡诺循环 的效率为 由于，所以K，故本题答案为C。
所以
对于过程：
同样，由p-V图上曲线围成的面积和热力学系统对外做功的关系可以得
知，
所以
4．有摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆
弧，ba为等压过程，，在此循环过程中气体净吸收热量Q
。
（填“小于”、“大于”或“等于”）。
答案：小于。
解：系统经历的是循环过程，所以，根据热力学第一定律有。
平均速率变为原来速率的
倍？若为双原子理想气体则为
倍？
答案：1.26；1.14。
解：单原子理想气体自由度，，气体经历绝热压缩有，又，所
以
双原子理想气体自由度，，所以
2． 一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的
理想气体，压强为，右边为真空，今突然抽去隔板，当气体达到平衡
时，气体的压强是
所做的功
根据热力学第一定律可得I中气体吸收的热量
4．1mol单原子分子的理想气体，在P—V图上完成由两条等容线和两条 等压线构成的循环过程abcda，如图所示。已知状态a的温度为，状态c 的温度为，状态b和状态d位于同一等温线上，试求： ad
bc
O
V
p
（1）状态b的温度；（2）循环过程的效率。
答案：（1）；（2）。
机从高温热源吸收1000J热量，则该热机所做的功
；放出热量
。
答案：268J；732J。
解：由 ，得
三、计算题 1．一圆柱形汽缸的截面积为，内盛有0.01kg的氮气，活塞重10kg，外 部大气压为，当把气体从300K加热到800K时，设过程进行无热量损 失，也不考虑摩擦，问（1）气体做功多少？（2）气体容积增大多少？ （3）内能增加多少？ 答案：（1）；（2）；（3）。 解：（1）系统可以看成等压准静态过程， 由理想气体状态方程 ，得
（A）； （B）；
（C）； （D）。 答案：B 解： 由图知： ，所以 因为两条循环曲线所围面积相等，即，而，所以有，故本题答案为B。
4．一个可逆卡诺循环，当高温热源温度为127oC，低温热源温度为27oC 时，对外做净功8000J，今维持低温热源温度不变，使循环对外做功 10000J，若两卡诺循环都在两个相同的绝热线间工作，则第二个循环的 高温热源的温度为 [ ]
根据理想气体内能，三种过程的起始温度一样，但图中所示的等压 过程的末态温度最高，等温过程次之，绝热过程最小。所以等压过程的 内能增加最多。
根据热力学第一定律，既然等压过程的内能增加最多，对外所做的 功也最大，等压过程从外界吸收的热量也最多，故本题答案为A。
3．某理想气体分别经历如图所示的两个卡诺循环，即和，且两条循环 曲线所围面积相等。设循环的效率为，每次循环在高温热源处吸收的热 量为，循环的效率为，每次循环在高温热源处吸收的热量为，则 [ ]
（1）Ⅱ中气体经历的是绝热过程，则 。
刚性双原子分子，自由度，所以 ；
所以
因为是平衡过程，所以 ，且
根据理想气体状态方程，可得
（2）由理想气体内能公式可得I中气体内能的增量
由于容器左边封闭，中间活塞可以移动，所以I中气体通过活塞对Ⅱ中
气体做功。由于Ⅱ中气体周边绝热，根据热力学第一定律，所以I中气
体对Ⅱ中气体所做的功等于Ⅱ中气体内能的改变量，所以I中气体对外
；系统对外做功A =______________。
答案：；0。
解：绝热过程，Q = 0；
容器右边为真空，所以气体自由膨胀，故 ；
根据热力学第一定律，因此 ；
理想气体内能，由于，所以，即。
气体经历的是非准静态过程，只在初态和末态可用状态方程，即
பைடு நூலகம்
又因，所以
3．理想气体在图中的1-2-3过程中，吸收的热量Q
解：（1）设状态b的温度为T，因为状态b和状态d位于同一等温线上，
所以状态d的温度等于状态b的温度，也为T。
对于状态a、b、c、d，其状态方程分别为
；；；
bc 、da为等压过程，所以，；所以有
，，即：，
ab、cd为 等容过程，所以，，所以：
因此可得： ，故状态b的温度为 。
（2）单原子分子气体，，等容摩尔热容，等压摩尔热容。系统在
的容积各为36升，现从容器左端缓慢对I中气体加热，使活塞缓慢向右
移动，直到Ⅱ中气
体的体积变为18升为止。
求：（1）I中气体末态的压强与温度；
IⅡ
（2）外界传给I中气体的热量
答案：（1）；；（2）。
解：由题可知I、Ⅱ中气体初态的压强，体积升，温度。设 I、Ⅱ中气体
末态的压强、体积和温度分别为、、和、、。
物理化学第四版-第二章热力学第一定律习题(答案) (1)精选全文
2024/8/15
21
例6. 根据下列数据，求乙烯C2H4(g)的标准摩尔生成焓 与标准摩尔燃烧焓：
（1）C2H4(g) + H2(g) == C2H6(g) ，
rHm
,
l
=
－137
kJ·mol1
；
（2）C2H6(g) + 7/2O2(g) == 2CO2(g) + 3H2O(l) ，
rHm 2 = －1560 kJ·mol1 ；
例5. 已知某些物质的标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的数据列于 下表：
物质
H2(g) C(石墨)
c Hm (298 K) / kJ·mol1 f Hm (298 K) / kJ·mol1
－28584
0
－39351
0
(C3H6环丙烷 , g)
－209168
－
(C3H6丙烯 , g)
－
2040
计算由环丙烷(g)异构化制丙烯(g)时在298 K的r Hm 。
A(液体) H2 n = 2mol
T3 = 350K p3 = 101325Pa
H1 = nCp,m( T2－T1 ) = 2 mol 30 J·K1·mol1 ( －50 ) K
=－3.00 kJ
H2 = n VapHm =－2 mol 38 kJ·mol1 =－76 kJ H = H1 + H2 = (－76－3.0 ) kJ =－79 kJ U = H－( pV ) H－(－pVg )
恒容热QV=ΔU 恒压热 Qp=ΔH 绝热功 W= ΔU
这时，恒容热QV ，恒压热 Qp=ΔH ，绝热功 W= ΔU才 能借助于热力学状态函数法进行计算。(最典型的如反 应热效应计算…)
热力学第一定律习题解答
第七章 热力学第一定律一 选择题1. 图为质量一定的某理想气体由初态a 经两过程到达末状态c ，其中abc 为等温过程，则 （ ）A ． adc 也是一个等温过程B ． adc 和abc 过程吸收的热量相等C ． adc 过程和abc 过程做功相同D ． abc 过程和adc 过程气体内能变化相同解：热量和功均是过程量，内能是状态量。
故答案选D 。
2. 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，（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，使氢气的温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量是 ( )A ． 6J B. 5J C. 3J D. 2J解：氦气是单原子分子，自由度为3，氢气是双原子分子，自由度为5。
根据理想气体的状态方程，两种气体的摩尔数相同。
容器容积不变，气体吸收的热量全部转化为内能。
再根据理想气体的内能公式，使氦气也升高同样的温度，应向氦气传递热量是3J 。
答案选C 。
3. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B ，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A 、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出 ( )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 解 答案：B4. 已知系统从状态A 经某一过程到达状态B ，过程吸热10J ，系统内能增量为5J 。
现系统沿原过程从状态B 返回状态A ，则系统对外作功是 ( )A. -15JB. -5JC. 5JD. 15J解 热力学第一定律的表达式W U Q +∆=，系统从A 态经某一过程到达B 态时系统做的功为5510=-=∆-=U Q W J 。
因此当系统沿原过程从B 态返回A 态时，系统对外做功为-5J 。
因此答案选B 。
5. 用公式T C U V ∆=∆m ,ν计算理想气体内能增量时，此式 ( ) A. 只适用于准静态的等体过程 B. 只适用于一切等体过程 C. 只适用于一切准静态过程D. 适用于一切始末态为平衡态的过程解 答案选D6. 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. 2/3B.1/2C.2/5D.2/7 解 答案选 D 7. 理想气体初态的体积为V 1，经等压过程使体积膨胀到V 2，则在此过程中，气体对外界作（ ）A ．正功，气体的内能增加B ．正功，气体的内能减少C ．负功，气体的内能增加D ．负功，气体的内能减少选择题1图解 等压膨胀过程系统对外作正功，由于压强不变体积增加，所以温度升高，因此气体的内能增加。
大学物理 热力学第一定律 习题(附答案)
A13 = Q13 = 1.25 × 10 4 ( J)
（5）由（1）有系统终态的体积为
hi
5 R , R = 8.31 J / mol ⋅ K 。 2
na
T V3 = V2 ( 2 ) γ−1 = 40 × 21. 5 = 113 ( l) T1 nRT3 2 × 8.31 × 300 p3 = = ÷ 1.013 × 10 5 = 0.44 ( atm) −3 V3 113 × 10
0 . 44
O
om
p (atm ) 1 2
3
三、计算题： 1．2 mol 初始温度为 27 � C ，初始体积为 20 L 的氦气，先等压过程膨胀到体积加倍， 然 后绝热过程膨胀回到初始温度。 （1）在 p-V 平面上画出过程图。 （2）在这一过程中系统总吸热是多少？ （3）系统内能总的改变是多少？ （4）氦气对外界做的总功是多少？其中绝热膨胀过程对外界做功是多少？ （5）系统终态的体积是多少？
5 = 1 × R × 60 = 1.25 × 10 3 ( J) 2
γ
(B) p 0 γ (D) p 0 / 2
(γ = C
p
/ Cv )
p0
解：绝热自由膨胀过程中 Q = 0，A = 0，由热力学第一定律，有 ∆ E = 0 ，膨胀前后系统
[
]
(A) (B) (C) (D)
这是一个放热降压过程 这是一个吸热升压过程 这是一个吸热降压过程 这是一个绝热降压过程
将状态 a、b 分别与 o 点相连有
om
A
O
V1
V2
V
T B
C
Q
V
等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外做功之比为 A 1: A 2 = (各量下角标 1 表示氢气，2 表示氦气)
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。
第一章-热力学第一、二定律试题及答案【整理版】
第一章 热力学第一定律一、选择题1-A; 2-C; 3-A; 4-D; 5-B; 6-D; 7-A; 8-D; 9-A; 10-D; 11-B; 12-B; 13- A; 14-C; 15-C; 16-B; 17-C;1．下述说法中，哪一种正确（a ）(A)热容C 不是状态函数； (B)热容C 与途径无关；(C)恒压热容C p 不是状态函数；(D)恒容热容C V 不是状态函数。
2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（c ）(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．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar, CO 2, NH 3中的一种，在298K 时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K ，则容器中的气体（ a ）(A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 34．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol -1，CO 2(g)和H 2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol -1和-286 kJ·mol -1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ d ）(A) 2839 kJ·mol -1 (B) -2839 kJ·mol -1 (C) 171 kJ·mol -1 (D) -171 kJ·mol -15．已知反应)()(21)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m r θ∆，下列说法中不正确的是（ b ）。
(A).)(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). )(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C). )(T H m r θ∆是负值 (D). )(T H m r θ∆与反应的θm r U ∆数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ d ）(A) T , P, n (B) U m , C p, C V(C) ΔH, ΔU, Δξ (D) V m , ΔH f,m (B), ΔH c,m (B)7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ a ）(A) Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 (B) Q=0 ΔH<0 ΔP> 0 ΔT>0(C) Q>0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT<0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠08．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) →H 2O(l)的热效应为ΔH ，下面说法中不正确的是（ d ）(A) ΔH 是H 2O(l)的生成热 (B) ΔH 是H 2(g)的燃烧热(C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D) ΔH 与ΔH θ数值相等9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（ a ）(A) μJ-T> 0 (B) μJ-T< 0 (C) μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ-T的数值10．某气体的状态方程为PV=RT+bP(b>0)，1mol该气体经等温等压压缩后其内能变化为（d ）(A) ΔU>0 (B) ΔU <0 (C) ΔU =0 (D) 该过程本身不能实现11．均相纯物质在相同温度下C V > C P的情况是（ b ）(A) (∂P/∂T)V<0 (B) (∂V/∂T)P<0(C) (∂P/∂V)T<0 (D) 不可能出现C V>C P12．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是（ b ）(A) T可逆> T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆(B) T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆(C) T可逆< T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆(D) T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆13．1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽：(1)等温可逆蒸发，(2)真空蒸发。
物理化学-第一章-热力学第一定律-习题精选全文
273.15K
Q p1T1 p2T2
T2
p1T1 p2
2101.325 273.15 4 101.325
136.6K
V2
nRT2 p2
2.80dm3
2. U nCVmT 1.70kJ
H nCpmT 2.84kJ
3. QT C
p
Q pV RT CR p
p2 CR V
p CR V
(2)
9．反响CO〔g〕+1/2O2〔g〕→CO2〔g〕的 △rHmθ，以下说法何者是不正确的？
〔1〕△rHmθ是CO2〔g〕的标准摩尔生成焓 〔2〕△rHmθ是CO〔g〕的标准摩尔燃烧焓 〔3〕△rHmθ是负值 〔4〕△rHmθ与△rUmθ值不等
(1)
三.填空
1．在一绝热箱中置一绝热隔板，将箱分成两 局部。分别装有温度压力都不同的两种气 体。将隔板抽走使气体混合，假设以气体 为系统，那么Q0=〔 〕；W0=〔 〕； △U=〔 0 〕。
四 计算
1．1mol单原子理想气体，始态 2×101.325kPa，11.2dm3，经pT=常数的 可逆过程，压缩到终态为4×101.325kPa， Cvm=3/2R，求：
〔1〕终态的体积和温度； 〔2〕△U和△H； 〔3〕所作的功。
1.
T1
p1V1 nR
2 101.325 11.2 1 8.314
〔1〕B→C过程的△U2； 〔2〕B→C过程的Q2。
U U1 U2 U3 0 U1 0
U2 U3 W3
(2) B→C过程的Q2
∵△U=0, Q=-W(ABC围起的面积) ∵Q=Q1+Q2+Q3, Q3=0 ∴Q2=Q-Q1 Q1 (AB线下面的面积)
物理化学热力学第一定律习题答案
物理化学热力学第一定律习题答案第二章热力学第一定律2-1 1mol 理想气体于恒定压力下升温「C,试求过程中气体与环境交换的功 W 解：体系压力保持恒定进行升温，即有P 外=P ，即反抗恒定外压进行膨胀，W P amb (V 2 M) pV 2 pV t nRT 2 nR 「 nR T 8.314J2-2系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a 的Q a =2.078kJ,W a = -4.157kJ;而途径 b 的 Q b = -0.692kJ 。
求 W b 。
解：应用状态函数法。
因两条途径的始末态相同，故有△U b ，则 Q a W a Q b W b2-4某理想气体C V,m 1.5R 。
今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50C ，求过程的W ，Q ,A H 和厶U 。
所以有，W b Q a W a Q2.078 4.157 0.6921.387kJ2-3 4mol 某理想气体,温度升高20C ，求厶H -△ U 的值。
解：方法一:T 20KU T n C p,m dTT 20Kn (Cp,mCV,m )dT方法二：可以用T 20KTn C V,m dT_ T 20KT r-p,m-v,m ；二T n RdT nR(T4 8.314 20 665.16J20K T)△ H=A U+A (PV)进行计算。
8.3145 50 5196J 5.196kJ根据热力学第一定律，：W=0故有Q=A U=3.118kJ 2-5某理想气体C V m 2.5R 。
今有该气体5 mol 在恒压下温度降低50C ，求过程的W ，Q ,A H 和厶U 。
解：恒容：W=0T 50KUT nC v,m dT nCV,m(T 50K T)nCV ,m 50K 5 38.3145 5023118J3.118kJT 50KT nC p,m dTH nC p,m (T 50K T) n(C V,m R) 50K H 7.275kJ U Q 5.196kJ( 7.725kJ) 2.079kJC Pm 7R 。
第 二 章 热力学第一定律练习题及解答
第 二 章 热力学第一定律一、思考题1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。
答：是对的。
因为状态函数是状态的单值函数。
（2）状态改变后，状态函数一定都改变。
答：是错的。
因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。
（3）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? 这种说法对吗？答：是错的。
∆U ，∆H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ，Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。
（4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。
答：是错的。
根据热力学第一定律U Q W ∆=+，它不仅说明热力学能（ΔU ）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。
所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。
（5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH=Q p =0答：是错的。
这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH≠Q p 。
（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1，焓变为ΔH 1。
如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形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2，则ΔH 1=ΔH 2。
答：是对的。
Q 是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q 值不同，焓（H ）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值∆H 1和∆H 2相等。
2 . 回答下列问题，并说明原因（1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？ 答？不能。
热机效率hQ W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。
但可逆热机循环一周是一个缓慢的过程，所需时间是无限长。
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。
热力学第一定律题解 高强
0.004 0.004mol 解： (1) x 1 1200 rU m 300kJ mol1 0.004
r H m rU m B RT 300 103 2 8.314 298 1
295kJ mol
(2)
U 3.57 20.71 (241.13 298) 4214J
H nC p ,m (T2 T1 ) n(CV ,m R ) (T2 T1 ) 3.57 29.028 (241.13 298) 5906J
6．已知100℃、101.325kPa时水的蒸发热 1 求1mol 100℃、 为 40.66kJ mol ， 101.325kPa水变成同温度、81.06kPa的水蒸 汽时的 U 和 H 。
5．25℃时，一个带有活塞的桶中装有100gN2， 当外压为3000kPa时处于平衡，若压力骤减到 1000kPa，气体可视作绝热膨胀。计算系统最后 的温度和U、H。 1 1 (假定N2是理想气体，CV ,m 20.71J mol K ） 解： n(N2)=100/28=3.57mol
= ，H__ = 0。 4. 理想气体恒温可逆压缩U___0
5. 氧气的标准燃烧热应为 0 。
三、计算题
1．5mol理想气体在300K由0.5dm3恒温可 逆膨胀至5dm3，求W、Q和U 。 解： ∵恒温，且为理想气体，∴△U=0
V2 W Q nRT ln V1 5 5 8.314 300 ln 28.7kJ 0.5
热力学第一定律题解
教材：大学化学
材化学院
一、选择题
O H (C)1. 在下列反应中,焓变等于AgBr(s)的 f m 反
应是: