熱力學(xué)習(xí)題課

1、一選擇題一選擇題1. 1mol 單原子分子理想氣體，經(jīng)過一個循環(huán)過程單原子分子理想氣體，經(jīng)過一個循環(huán)過程W為為100J，則則Q為：為：a. 0; b. 100J; c. -100J; d.求不出求不出(因不知過程可逆與否因不知過程可逆與否)2.理想氣體在可逆絕熱膨脹過程中理想氣體在可逆絕熱膨脹過程中a. U 增加；增加； b. S 不變；不變； c. S 增大；增大； d. T 不變。不變。3.1mol 純液體在其正常沸點(diǎn)時完全氣化純液體在其正常沸點(diǎn)時完全氣化,該過程增大的量該過程增大的量是：是：a.蒸氣壓；蒸氣壓； b.氣化熱；氣化熱； c.熵熵； d.吉布斯函數(shù)。吉布斯函數(shù)。4.液態(tài)水在液

2、態(tài)水在100及及101kPa下氣化，則該過程下氣化，則該過程a. H=0； b. S=0; c. A=0; d. G=0.5. 1mol 理想氣體經(jīng)一等溫可逆壓縮過程，則理想氣體經(jīng)一等溫可逆壓縮過程，則a. G A; b. G A; c. G= A; d.二者無法比較。二者無法比較。U=0 Q=-WbbdS=Qr/TcdcA=U-TS= -TS G=H-TS= -TS 6. 工作在工作在100和和25 兩個熱源之間的卡諾熱機(jī)的熱機(jī)效兩個熱源之間的卡諾熱機(jī)的熱機(jī)效率是率是a. 20% ; b. 25%; c. 75%; d.100%7. 在在-20 和和101kPa下，過冷水結(jié)成冰，則系統(tǒng)、環(huán)境

3、及下，過冷水結(jié)成冰，則系統(tǒng)、環(huán)境及總熵變?yōu)榭傡刈優(yōu)閍. S(系統(tǒng)系統(tǒng))0, S(環(huán)境環(huán)境)0, S(總總)0, S(環(huán)境環(huán)境)0, S(總總)0；c. S(系統(tǒng)系統(tǒng))0, S(總總)0；d. S(系統(tǒng)系統(tǒng))0, S(總總)0；二二.填空填空1.25 時有恒溫反應(yīng)時有恒溫反應(yīng)C6H6(l)+7.5O2(g) 3H2O(l)+6CO2(g) 則該反應(yīng)的則該反應(yīng)的Hm與與Um之差為之差為_若液體苯在置于若液體苯在置于 密閉容器中完全燃燒，同時釋放出熱量密閉容器中完全燃燒，同時釋放出熱量3264kJ，則其恒則其恒 壓壓 燃燒熱燃燒熱 _a%TTT2037375121 d過冷水結(jié)冰是自發(fā)過冷水結(jié)冰是自發(fā)

4、過程則過程則:S(總總)0;有序性增加則有序性增加則:S(系統(tǒng)系統(tǒng))0;-3718J 51576.B RTUHBmm kJkJ.RTUHBmm32687332642.封閉系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)，W=0時，下列過程中時，下列過程中U、 H、 S、 A、 G何者必為零。何者必為零。a.絕熱密閉剛性容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程絕熱密閉剛性容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程b.某物質(zhì)的恒溫、恒壓可逆相變過程某物質(zhì)的恒溫、恒壓可逆相變過程c.系統(tǒng)所經(jīng)歷的任一不可逆循環(huán)過程系統(tǒng)所經(jīng)歷的任一不可逆循環(huán)過程UG全部全部三三.計算題計算題1mol 理想氣體理想氣體(CV ,m=2.5R)在在300K,101kPa下恒熵壓縮下恒熵壓縮

5、 到到4101kPa，再恒容升溫到再恒容升溫到500K，最后恒壓降溫至最后恒壓降溫至 400K,求整個過程的求整個過程的W、S、A及及 G。 已知已知Sm(300K)=20JK-1mol-1T1=300KP1=101.3kPaT2P2=405.3kPaT3=500KP3T4=400KP4= P3S=0V=0p=0解解:K.KppTT.844543004114111212 kPaPaTTppp6 .4548 .4455003 .40523234 14114114 KJ.ppnRlnTTlnnCS-,mp 1114891511420 KJ.KJ.SSS JSTSTTS3561144 JJTTnCT

6、SUAm,V172335614 JJTTnCTSHGm,p255435614 JTTnRTTnCVVpTTnCWWWWm,Vm,V38620341214412321 例：例：理想氣體恒壓下進(jìn)行下列反應(yīng)理想氣體恒壓下進(jìn)行下列反應(yīng) 試計算試計算:(1).在上述條件下生成在上述條件下生成1molC時過程的時過程的Q、W、 U 和和 H (2).上述反應(yīng)在上述反應(yīng)在400K恒溫恒壓下進(jìn)行恒溫恒壓下進(jìn)行,生成生成1molC時過程的時過程的Q、W、 U 和和 H已知各物質(zhì)在已知各物質(zhì)在298K時時 fHm(298K)及及Cp,m分別為分別為A(g) + B(g) 2C(g)298K 398K 498KAB

7、CfHm(kJmol-1)-153035Cp,m(JK-1mol-1)1030201/2A(g)298K解解:(1)1/2A(g)298KC(g)498K1/2B(g)398K1/2B(g)298KC(g)298KQp= HH1H3H2 J.dTBCHKKm,p32983981105121 H2 =BfHm(B)=27.5103J JdTCCHKKm,p34982983104 Q=H=H1+H2+H3=30kJW=pV=-p(V產(chǎn)產(chǎn)V反反)=R(nCTCnATAnBTB)=1.247kJU=Q+W=28.75kJ(2) kJ.KHdTCKHKHQKKm,pp527029829840040029

8、8 W=pV=(nRT)= nRT= 0U=Q+W=Q=H例例2.10mol水與水與1mol水蒸氣在水蒸氣在100 、101325Pa的的壓力下處于氣、液兩相平衡態(tài)壓力下處于氣、液兩相平衡態(tài),若將該平衡系統(tǒng)若將該平衡系統(tǒng)絕熱可逆膨脹到絕熱可逆膨脹到80 的末態(tài)的末態(tài),試求試求80 時水的飽時水的飽和蒸氣壓及上述過程的體積功和蒸氣壓及上述過程的體積功W。已知已知100 時時水的摩爾蒸發(fā)熱水的摩爾蒸發(fā)熱vapHm為為40.668 kJmol-1;H2O(l)與與H2O(g)在在80100 之間的平均定壓摩爾熱容之間的平均定壓摩爾熱容分別為分別為75.75 Jmol-1K-1及及34.16 Jmol

9、-1K-1.計算時計算時可忽略外壓對水的氣化熱的影響可忽略外壓對水的氣化熱的影響解解:由克克方程計算由克克方程計算8080時水的飽和蒸氣壓時水的飽和蒸氣壓Cp,m=Cp,m(g)Cp,m(l)=41.59JK-1mol-1vapHm= vapHm(T1)+Cp,m(TT1) =40.668103 Jmol-1+Cp,m(T373.15K) =56187.3Jmol-1+Cp,mT dTRTTCmolJ.dTRTHplndm,pvap212356187 kPa.pTTlnRCTRTTTmolJ./plnm,p85747356187Pa101325212121212 積積分分可可得得通過通過S=0可算出可算出水的蒸發(fā)量水的蒸發(fā)量n 01 102112121121 pplnRTTlngCnmolTTlnlCnmolTTHnSSSm,pm,pmvap1mol H2O(g)10mol H2O(l)T1=373.75Kp1=101325Pa (1+n)mol H2O(g)(10-n)mol H2O(l)T2=353.75Kp2 (1+n)mol H2O(g)(10-n)mol H2O(l)T1p1 絕熱可逆絕熱可逆12mol.n