第二章熱力學第一定律練習題及答案

1、第一章 熱力學第一定律練習題 一、判斷題（說法對否）：1.當系統(tǒng)的狀態(tài)一定時，所有的狀態(tài)函數(shù)都有一定的數(shù)值。當系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時，所有的狀態(tài)函數(shù)的數(shù)值也隨之發(fā)生變化。2.在101.325kPa、100下有l(wèi)mol的水和水蒸氣共存的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的狀態(tài)完全確定。3. 一定量的理想氣體，當熱力學能與溫度確定之后，則所有的狀態(tài)函數(shù)也完全確定。4. 系統(tǒng)溫度升高則一定從環(huán)境吸熱，系統(tǒng)溫度不變就不與環(huán)境換熱。5. 從同一始態(tài)經(jīng)不同的過程到達同一終態(tài)，則Q和W的值一般不同，Q + W的值一般也不相同。6. 因QP = H，QV = U，所以QP 與QV 都是狀態(tài)函數(shù)。7體積是廣度性質的狀態(tài)函數(shù)；

2、在有過剩NaCl(s) 存在的飽和水溶液中，當溫度、壓力一定時；系統(tǒng)的體積與系統(tǒng)中水和NaCl的總量成正比。8封閉系統(tǒng)在壓力恒定的過程中吸收的熱等于該系統(tǒng)的焓。9在101.325kPa下，1mol l00的水恒溫蒸發(fā)為100的水蒸氣。若水蒸氣可視為理想氣體，那么由于過程等溫，所以該過程U = 0。10.一個系統(tǒng)經(jīng)歷了一個無限小的過程，則此過程是可逆過程。11 1mol水在l01.325kPa下由25升溫至120，其H = CP,mdT。12因焓是溫度、壓力的函數(shù)，即H = f(T,p)，所以在恒溫、恒壓下發(fā)生相變時，由于dT = 0，dp = 0，故可得H = 0。13因Qp = H，QV =

3、 U，所以Qp - QV = H - U = (pV) = -W。14卡諾循環(huán)是可逆循環(huán)，當系統(tǒng)經(jīng)一個卡諾循環(huán)后，不僅系統(tǒng)復原了，環(huán)境也會復原。15若一個過程中每一步都無限接近平衡態(tài)，則此過程一定是可逆過程。16 (U/V)T = 0 的氣體一定是理想氣體。17一定量的理想氣體由0、200kPa的始態(tài)反抗恒定外壓(p環(huán) = 100kPa)絕熱膨脹達平衡，則末態(tài)溫度不變。18當系統(tǒng)向環(huán)境傳熱(Q < 0)時，系統(tǒng)的熱力學能一定減少。19在等壓下，機械攪拌絕熱容器中的液體，使其溫度上升，則H = Qp = 0。 20氣體經(jīng)絕熱自由膨脹后，因Q = 0，W = 0，所以U = 0，氣體溫度不變

4、。 二、單選題：1一定量的理想氣體，經(jīng)如圖所示的循環(huán)過程，AB為等溫過程，BC等壓過程，CA為絕熱過程，那么曲邊梯形ACca的面積表示的功等于：(A)  BC的內(nèi)能變化 ；     (B) AB的內(nèi)能變化 ；(C)  CA的內(nèi)能變化 ；     (D) CB的內(nèi)能變化 。2體系的下列各組物理量中都是狀態(tài)函數(shù)的是：(A)  T，p，V，Q ；       (B) m，Vm，Cp，V ；(C)

5、0; T，p，V，n ；       (D) T，p，U，W 。3x為狀態(tài)函數(shù)，下列表述中不正確的是：(A) dx 為全微分 ；              (B) 當狀態(tài)確定，x的值確定 ；(C)  x = dx 的積分與路經(jīng)無關，只與始終態(tài)有關；(D)  當體系狀態(tài)變化，x值一定變化 。4對于內(nèi)能是體系狀態(tài)的單值函數(shù)概念，錯誤理解是：(A)  體系處于一定的狀態(tài)，具

6、有一定的內(nèi)能 ；(B)  對應于某一狀態(tài)，內(nèi)能只能有一數(shù)值不能有兩個以上的數(shù)值 ；(C)  狀態(tài)發(fā)生變化，內(nèi)能也一定跟著變化 ；(D)  對應于一個內(nèi)能值，可以有多個狀態(tài) 。5. 理想氣體向真空膨脹，當一部分氣體進入真空容器后，余下的氣體繼續(xù)膨脹所做的體積功：(A)  W > 0 ；    (B) W = 0 ；    (C) W < 0 ；     (D) 無法計算 。6在一個絕熱剛瓶中，發(fā)生一個放熱的分子數(shù)增加的化學反應，那么：(A) Q

7、> 0，W > 0，U > 0 ；        (B)     Q = 0，W = 0，U < 0 ；(C)      Q = 0，W = 0，U = 0 ；        (D) Q < 0，W > 0，U < 0 。7對于封閉體系來說，當過程的始態(tài)與終態(tài)確定后，下列各項中哪一個無確定值： (A)

8、60; Q ；    (B) Q + W ；    (C) W (當 Q = 0 時) ；  (D) Q (當 W = 0 時) 。8下述說法中，哪一種不正確： (A)  焓是體系能與環(huán)境進行交換的能量 ；(B)  焓是人為定義的一種具有能量量綱的熱力學量 ；(C)  焓是體系狀態(tài)函數(shù) ；(D)  焓只有在某些特定條件下，才與體系吸熱相等 。9在等壓下，進行一個反應 A + BC，若rHm > 0，則該反應一定是： (A)  吸熱反應 ； (B) 放熱反應 ； (C)

9、溫度升高 ； (D) 無法確定。10一定量的單原子理想氣體，從 A 態(tài)變化到 B 態(tài)，變化過程不知道，但若 A 態(tài)與 B 態(tài)兩點的壓強、體積和溫度都已確定，那就可以求出： (A)  氣體膨脹所做的功 ；         (B) 氣體內(nèi)能的變化 ；(C)  氣體分子的質量 ；           (D) 熱容的大小 11某高壓容器中盛有的氣體可能是O2、Ar、CO2、NH3中一種，在298K時由5d

10、m3 絕熱可逆膨脹到6dm3，溫度降低21K，則容器中的氣體是：(A)  O2 ；      (B) CO2 ；     (C) NH3 ；      (D) Ar 。12下述說法中，哪一種正確：(A) 熱容C不是狀態(tài)函數(shù) ；       (B)      熱容C與途徑無關 ；(C)  &

11、#160;   恒壓熱容Cp不是狀態(tài)函數(shù) ；   (D) 恒容熱容CV不是狀態(tài)函數(shù) 。13熱力學第一定律僅適用于什么途徑： (A) 同一過程的任何途徑 ；       (B) 同一過程的可逆途徑 ；(C)      同一過程的不可逆途徑 ；     (D) 不同過程的任何途徑 。14如圖所示，QABC = a (J)、WABC = b (J)、QCA = c (J) ，那么 WAC等于多少：(A)

12、 a - b + c ；      (B)    -(a + b + c) ；(C)      a + b - c ；      (D) a + b + c 。 15如圖所示，理想氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，則該過程的：(A)     T2 < T1 ，W < 0，Q < 0 ；  

13、  (B)    T2 > T1 ，W < 0，Q > 0 ；(C)     T2 < T1 ，W > 0，Q < 0 ；    (D) T2 > T1 ，W > 0，Q > 0 。16非理想氣體的節(jié)流膨脹過程中，下列哪一種描述是正確的：    (A)    Q = 0，H = 0，p < 0 ；   (B) 

14、;   Q = 0，H < 0，p < 0 ；(C)    Q > 0，H = 0，p < 0 ；   (D) Q < 0，H = 0，p < 0 。17某氣體的狀態(tài)方程服從p(Vm - b) = RT，其中b為常數(shù)，則  為：(A)  大于零 ；   (B) 小于零 ；   (C) 等于零 ；   (D) 不能確定 。18反應 C(石墨) + ½O2CO(g)，H(298K) &

15、lt; 0，若將此反應放于一個恒容絕熱容器中進行，則體系：(A) T < 0，U < 0，H < 0 ；      (B)    T > 0，U = 0，H > 0 ；(C)      T > 0，U > 0，H > 0 ；      (D) T > 0，U = 0，H = 0 。19已知反應B A，B C的等壓反應熱分別為H1與H2

16、，那么AC的H3與它們的關系是：(A)  H3 = H1 + H2 ；         (B) H3 = H1 - H2 ；(C)  H3 = H2 - H1 ；         (D) H3 = 2H1 - H2 。20下列各式中，不能稱為基爾霍夫定律公式的是：(A) rHm(T2)= rHm(T1)+rCp； (B) rUm(T2)= rUm(T1)+rCv ；(C) (H/T)p = Cp

17、； (D) (rHm/T)p = rCp 。21計算“反應熱效應”時，為了簡化運算，常假定反應熱效應與溫度無關，其實質是： (A)   狀態(tài)函數(shù)之值與歷史無關 ； (B)   物質的熱容與狀態(tài)無關 ；(C)  物質的熱容與溫度無關 ；   (D) 反應前后體系的熱容不變 。22如圖某循環(huán)過程：AB是絕熱不可逆過程；BC是絕熱可逆過程；CA是恒溫可逆過程，問在CA過程中體系與環(huán)境交換的熱QC-A：(A)   QC-A > 0 ；   

18、;   (B)   QC-A < 0 ；(C)   QC-A = 0 ； (D)   不能確定 。三、填空題1反應C(石墨) + O2(g) CO2 (g) 的熱效應為rHøm，問此值為： 。2范德華氣體絕熱向真空膨脹后，氣體的溫度將 。3一種實際氣體，其狀態(tài)為 pVm = RT + p( < 0)，該氣體經(jīng)節(jié)流膨脹后溫度 。41 mol H2(為理想氣體)由始態(tài)298K、p被絕熱可逆地壓縮5dm3，那么終態(tài)溫度T2 與內(nèi)能變化U分別是 。5n mol理想氣體由同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)

19、(1)等溫可逆；(2)絕熱可逆兩個過程壓縮到達相同壓力的終態(tài)，以H1和H2分別表示(1)和(2)過程終態(tài)的焓值，則H1與H2的關系為 。6如圖，AB和AC均為理想氣體變化過程，若B、C在同一條絕熱線上，那么UAB與UAC的關系是 。7理想氣體從同一始態(tài)（p1,V1,T1）出發(fā)，分別經(jīng)恒溫可逆壓縮(T)、絕熱可逆壓縮(i)到終態(tài)體積為V2時，環(huán)境對體系所做功的絕對值比較為： 。8 如圖，將CuSO4水溶液置于絕熱箱中，插入兩個銅電極，以蓄電池為電源進行電解，可以看作封閉體系的是 。四、計算與證明1、1 mol 水蒸氣（H2O，g）在100，101.325kPa下全部凝結成液態(tài)水。求過程的功。 2

20、、系統(tǒng)由相同的始態(tài)經(jīng)過不同途徑達到相同的末態(tài)。若途徑a的Qa=2.078kJ，Wa=4.157kJ；而途徑b的Qb=0.692kJ。求Wb。3、始態(tài)為25，200kPa的5mol某理想氣體，經(jīng)a，b兩不同途徑到達相同的末態(tài)。途徑a先經(jīng)絕熱膨脹到28.57，100kPa，步驟的功Wa=5.57kJ；再恒容加熱到壓力200kPa的末態(tài)，步驟的熱Qa=25.42kJ。途徑b為恒壓加熱過程。求途徑b的Wb及Qb。4、某理想氣體 。今有該氣體5mol在恒容下溫度升高50。求過程的W，Q，U和H。5、某理想氣體 。今有該氣體5mol在恒壓下溫度降低50。求過程的W，Q，U和H。6、2mol某理想氣體的Cp

21、 = 7R/2。由始態(tài)100kPa，50dm3，先恒容加熱使壓力升至200kPa，再恒壓冷卻使體積縮小至25dm3。求整個過程的W，Q，U和H。7、4mol某理想氣體，Cp,m = 5R/2。由始態(tài)100kPa，100dm3，先恒壓加熱使體積增大到150dm3，再恒容加熱使體積增大到150kPa。求過程的W，Q，U和H。8、已知CO2(g)的Cp,m = 26.75+42.258×10-3(T/K)-14.25×10-6(T/K)2 J.mol-1.K-1求：（1）300K至于800K間CO2(g)的Cp,m；（2）1kg常壓下的CO2(g)從300K恒壓加熱到800K時所

22、需的Q。9、單原子理想氣體A與雙原子理想氣體B的混合物共5 mol，摩爾分數(shù)yB=0.4，始態(tài)溫度T1=400K，壓力p1=200kPa。今該混合氣體絕熱反抗恒外壓p=100kPa膨脹到平衡態(tài)。求末態(tài)溫度T2及過程的W，U和H。10、在一帶活塞的絕熱容器中有一絕熱隔板，隔板的兩側分別為2mol，0的單原子理想氣體A及5mol，100的雙原子理想氣體B，兩氣體的壓力均為100kPa?；钊獾膲毫S持100kPa不變。今將容器內(nèi)的絕熱隔板撤去,使兩種氣體混合達到平衡態(tài)。求末態(tài)的溫度T及過程的W，U。11、某雙原子理想氣體1mol從始態(tài)350K，200kPa經(jīng)過如下四個不同過程達到各自的平衡態(tài)，求各

23、過程的功W。（1）恒溫可逆膨脹到50kPa；（2）恒溫反抗50kPa恒外壓不可逆膨脹；（3）絕熱可逆膨脹到50kPa；（4）絕熱反抗50kPa恒外壓不可逆膨脹；12、5mol雙原子理想氣體從始態(tài)300K，200kPa，先恒溫可逆膨脹到壓力為50 kPa，再絕熱可逆壓縮到末態(tài)壓力200kPa。求末態(tài)溫度T及整個過程的Q，W，U和H。13、已知水（H2O，1）在100的飽和蒸氣壓ps=101.325kPa，在此溫度、壓力下水的摩爾蒸發(fā)焓 kJ·mol-1。求在100，101.325kPa下使1kg水蒸氣全部凝結成液體水時的Q，W，U，H。設水蒸氣適用理想氣體狀態(tài)方程式。14、100kPa下，冰（H2O，s）的熔點為0。在此條件下冰的摩爾熔化焓 kJ·mol-1。已知在100范圍內(nèi)過冷水（H2O，1）和冰的摩爾定壓熱容分別為 （H2O，1）=76.28J·mol-1·K-1和