第二章热力学第一定律

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1、第二章热力学第一定律思考题1设有一电炉丝浸于水中,接上电源，通过电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统，试问ΔU，Q，W为正为负还是为零?(1)以电炉丝为系统；(2)以电炉丝和水为系统；(3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。2设有一装置如图所示，(1)将隔板抽去以后，以空气为系统时，ΔU，Q，W为正为负还是为零?(2)如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，ΔU，Q，W为正为负还是为零？作业题1(1)如果一系统从环境接受了160J的功，内能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统

2、在膨胀过程中，对环境做了10540J的功，同时吸收了27110J的热，试问系统的内能变化为若干？[答案：(1)吸收40J；(2)16570J]2在一礼堂中有950人在开会，每个人平均每小时向周围散发出4．2xl05J的热量，如果以礼堂中的空气和椅子等为系统，则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统，则其ΔU＝?[答案：1.3×l08J;0]3　一蓄电池其端电压为12V，在输出电流为10A下工作2小时，这时蓄电池的内能减少了1265000J，试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热？[答案：放热401

3、000J]4体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀，其压力从106Pa降低到105Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干?[答案：9441J]5在25℃下，将50gN2作定温可逆压缩，从105Pa压级到2×106Pa，试计算此过程的功。如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态，问此膨胀过程的功又为若干？[答案：–1.33×104J；4.20×103J]6计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3；始态及终态温度均为100℃。(1)向真空膨胀；(2)在外压恒定为气体终态的压

4、力下膨胀；(3)先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100℃)以后，再在外压等于100dm3时气体的平衡压力下膨胀；(4)定温可逆膨胀。试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题？[答案：0；2326J；310lJ；4299J]习题10试证明对遵守范德华方程的1mol实际气体来说，其定温可逆膨胀所作的功可用下式求算。(范德华方程为）习题11假设CO2遵守范德华方程，试求算1molCO2在27℃时由10dm3定温可逆压缩到1dm3所作的功。(所需范德华常数自己查表)。[答案：—5514J]习题1

5、21mol液体水在100℃和标准压力下蒸发，试计算此过程的体积功。(1)已知在100℃和标准压力下，水蒸气的比体积(体积除以质量)为1677cm3·g-1，水的比体积为1.043cm3·g-1。(2)假设水的体积比之蒸气的体积可略去不计，蒸气作为理想气体。比较两者所得的结果，说明(2)的省略是否合理。[答案：3.057×103J；3.101×103J]习题13已知在0℃和标准压力下，冰的密度为0.917g·cm-3，水的密度为1.000g·cm-3。试计算在0℃及标准压力下，1mol冰熔化成水所需之功。(要注意本题所需之功比之上题的涉及有蒸气的相变

6、化的功是很小的)[答案：-0.165J]习题14在373K和标推压力下，水的蒸发热为4.067×104J·mol-1，1mol液态水体积为18.08cm3，蒸气则为30200cm3。试计算在该条件下1mol水蒸发成气的ΔU和ΔH。[答案：3.761×104J；4.067×104J]习题15一理想气体在保持定压105Pa下，从10dm3膨胀到16dm3，同时吸热1255J，计算此过程的ΔU和ΔH。[答案：655J；1255J]习题16假设N2为理想气体。在0℃和5×105Pa下，用2dm3N2作定温膨胀到压力为105Pa。(1)如果是可逆膨胀；(2)

7、如果膨胀是在外压恒定为105Pa的条件下进行。试计算此两过程的Q、W、ΔU和ΔH。[答案：(1)1609J；0；(2)800J；0]习题17试由及证明理想气体的及。习题18有3mol双原子分子理想气体由25℃加热列150℃，试计算此过程的△U和△H。[答案：7.79×103J；1.09×104J]习题19有1mol单原子分子理想气体在0℃，105Pa时经一变化过程，体积增大一倍，△H＝2092J，Q=1674J。(1)试求算终态的温度、压力及此过程的△U和W；(2)如果该气体经定温和定容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、△U和△H。[答案：(

8、1)373.7K，6.84×104Pa，1255J，419J，(2)2828J，1573J，1255J,2092J]习题2