(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N2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，???S??? ；对理想气体??p?T??S???? 。 ??p?T 4、W?nRTlnV2的适用条件是 ； V1 TV??1?常数的适用条件是 ；

?H?Qp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）?U?0，?H?0； （2）?T?0，?p?0； （3）?U?0，?T?0； （3）以上均不对。 2、理想气体Cp,m与CV,m的关系为：

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（1）Cp,m＝CV,m；（2）Cp,m>CV,m；（3）Cp,m

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H2(g)和O2(g)的过程;

(4) 在一定温度压力下，由N2?g??3H2?g?合成NH3?g?的过程。 6、对封闭的单组分均相系统，且W?0时，?'??G??的值应是： ??p?T （1）<0 ； (2) >0 ； （3）＝0 ； （4）前述三种情况无法判断。 7、理想气体等温自由膨胀过程为：

（1）Q?0； （2）?U?0； （3）W?0； （4）?H?0。

8、一封闭系统，当状态从A到B发生变化时，经历两条任意的不同途径，则下列四式中正确的是：

（1）Q1?Q2； （2）W1?W2； （3）Q1?W1?Q2?W2； （4）?U1??U2。 9、反应热公式Qp??rH除应满足“封闭系统，不做非体积功”外，还应满足： （1）p2?p1?定值; (2) pe?定值; (3) p=p外; (4) p2?p1?pe=定值。 三、是非题 （正确地打“√”，错误的打“×”）

1、 理想气体在恒定的外压下绝热膨胀到终态，因为是恒压，所以?H?Q，又 因为是绝热，Q?0，故?H?0，对吗？ （ ）

2、 气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q＝0，固其熵变等于零。是不是？（ ） 3、在－10℃，101.325kPa下过冷的H2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。是不是？（ ）

4、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。是不是？（ ）

5、绝热过程都是等熵过程。是不是？（ ）

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6、理想气体的熵变公式?S?nCp,mln??V2??p2???nCV,mln??只适用于可逆过程。?V1??p1?对不对？（ ）

7、在等温等压条件下，?G?0的过程一定不能进行。是不是？（ ） 8、绝热不可逆膨胀过程中?S?0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中?S?0。是不是？（ ）

9、从始态到终态有一个绝热不可逆过程，可以设想出一个同样始终状态的绝热可逆过程来计算它的熵变。是不是？（ ）

10、dU?nCV,mdT这个公式对一定量的理想气体的任何p,V,T变化过程均适用，对吗？ （ ）

11、因为?H?Qp，?U?QV，而焓和热力学能是状态函数，所以Qp,QV也是状态函数？（ ）

12、状态函数改变后，状态一定改变（ ）；状态改变后，状态函数一定改变。（ ）

四、问答题

?Q不可逆 1、按定义式dS? 可逆 ，则系统从A到B经可逆与不可逆两个不同

T途径时，dS(可逆) >dS（不可逆）。是不是？为什么？

2、系统进行某过程时，若dS=0即为可逆，dS>0即为自发。这个说法是否正确？为什么？

3、现在有人想利用海洋中不同深度的温度不同，设计一种循环操作的机器，使海水的热力学能转换成有用的机械功。这是不是违反热力学第二定律？为什么？ 五、证明题：试证明封闭系统单相纯物质只有p,V,T变化过程的 ???U???p???U?； 理想气体的?T?p??????0 。

??V?T??T?V??V?T

热力学基础概念题答案

一、填空题

1、 减小； 2、U、H、V、T、p；Q、W；T、p；U、H、V； 3、????V?? ，?T??p 3

?nR 。 4、（1）理想气体恒温可逆，不做非体积功； （2）理想气体绝热可逆，pV2V2不做非体积功；（3）封闭系统，恒压过程，不做非体积功。 (4)、=0；5、0，0，－20.0kJ； 6、??V1pedV；??pdV；?p?V2?V1?； 7、＝0，< 0 ；8、> 0,

V1≈0 >0 =Q 。

二、选择题 1、（2）； 2、（2）； 3、（4）； 4、（3）； 5、（2）； 6、（2）； 7、（4）；8、（3，4） 9、（4） 三、是非题

1、×； 2、×； 3、×； 4、×； 5、×； 6、×； 7、×； 8、×； 9、×； 10、√；11、×；12 √，×

四、问答题

1、不是。因为熵是状态函数，其改变量只与始终状态有关，与中间途径无关。在相同始终态下，过程的熵改变量相等。

2、不正确。因为没有指明是孤立系统，只有在孤立系统中这个结论才正确。 3、不违反。海洋深层的温度低于表面，由于相对密度的原因，温度低的水总在海洋的下层，因为不是从单一热源吸热作功，所以不违反热力学第二定律。

五、证明题 证明：由dU=TdS-pdV 可得 ??U/?V?T?T??S/?V?T?p 将麦克斯韦关系式 ??S/?V?T???p/?T?V 代入上式，即得： ???U???p??T????p

??V?T??T?V 对于理想气体，p=nRT/V, ??p/?T?V?nR/V,代入上式得： ?nRT??U???p?p?p?0 ?V??V?T 证毕。

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