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时间:2019-02-12
《物理化学课后的答案解析-热力学第一定律》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、专业资料整理第二章热力学第一定律【复习题】【1】判断下列说法是否正确。(1)状态给定后,状态函数就有一定的值,反之亦然。(2)状态函数改变后,状态一定改变。(3)状态改变后,状态函数一定都改变。(4)因为△U=Qv,△H=Qp,所以Qv,Qp是特定条件下的状态函数。(5)恒温过程一定是可逆过程。(6)汽缸内有一定量的理想气体,反抗一定外压做绝热膨胀,则△H=Qp=0。(7)根据热力学第一定律,因为能量不能无中生有,所以一个系统若要对外做功,必须从外界吸收热量。(8)系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ,若△T=0,则Q=0,无热量交换。(9)在等压下,机械搅拌绝热容器中的液体,使其温度上升,
2、则△H=Qp=0。(10)理想气体绝热变化过程中,W=△U,即WR=△U=CV△T,WIR=△U=CV△T,所以WR=WIR。(11)有一个封闭系统,当始态和终态确定后;(a)若经历一个绝热过程,则功有定值;(b)若经历一个等容过程,则Q有定值(设不做非膨胀力);(c)若经历一个等温过程,则热力学能有定值;(d)若经历一个多方过程,则热和功的代数和有定值。(12)某一化学反应在烧杯中进行,放热Q1,焓变为△H1,若安排成可逆电池,使终态和终态都相同,这时放热Q2,焓变为△H2,则△H1=△H2。【答】(1)正确,因为状态函数是体系的单质函数,体系确定后,体系的一系列状态函数就确定
3、。相反如果体系的一系列状态函数确定后,体系的状态也就被惟一确定。(2)正确,根据状态函数的单值性,当体系的某一状态函数改变了,则状态函数必定发生改变。(3)不正确,因为状态改变后,有些状态函数不一定改变,例如理想气体的等温变化,内能就不变。(4)不正确,ΔH=Qp,只说明Qp等于状态函数H的变化值ΔH完美WORD格式专业资料整理,仅是数值上相等,并不意味着Qp具有状态函数的性质。ΔH=Qp只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下,Qp的数值等于体系状态函数H的改变,而不能认为Qp也是状态函数。(5)正确,因为恒温过程是体系与环境的温度始终保持相等且恒定,是一个自始至终保热平衡的过程
4、,由于只有同时满足力学平衡、相平衡、化学平衡才能保持热平衡,所以这种过程必然是一个保持连续平衡状态的过程,即为可逆过程。恒温过程不同与等温过程,后者只需始终态温度相同即可,而不管中间经历的状态如何。等温可逆过程则一定是恒温过程。(6)不正确,因为这是外压一定,不是体系的压力一定,绝热膨胀时,Q=0,不是Qp=0。绝热膨胀后,p2<p1,T2<T1,理想气体的焓是温度的函数,所以该过程中△H<0。(7)不正确,因为还可以降低体系的温度来对外作功。(8)不正确,因为△T=0时只能说明体系的内能不变,而根据热力学第一定律,只有当功为零的时候,热才是零。(9)不正确,在等压下,机械搅拌绝
5、热容器中的液体,是环境对体系做功,Wf>0,使其△H≠Qp。(10)不正确,虽然不管是否可逆,WR=△U=CV△T,但可逆与不可逆过程的最终温度不同,所以WR≠WIR。(11)(a)正确,因为始终态确定后,△U就确定,又是绝热过程,则Q=0,根据热力学第一定律,W=△U有定值;(b)正确,因为始终态确定后,△U就确定,又是等容过程,则W=0,根据热力学第一定律,Q=△U有定值;(c)不正确,只有理想气体的等温过程,热力学能才有定值;(d)正确,因为始终态确定后,△U就确定,即热和功的代数和有定值。(12)正确,因为体系的始终态确定后,可以通过不同的过程来实现,一般在不同的过程中W
6、、Q的数值不同,但焓是状态函数,而状态函数的变化与过程无关。即△H1=△H2。【2】回答下列问题。(1)在盛水槽中放置一个盛水的封闭试管,加热盛水槽中之水,使其达到沸点。试问试管中的水是否会沸腾,为什么?(2)夏天将室内电冰箱的门打开,接通电源并紧闭门窗(设墙壁、门窗都不传热),能否使室内温度降低,为什么?(3)可逆热机的效率最高,在其他条件都相同的前提下,用可逆热机去牵引火车,能否使火车的速度加快,为什么?完美WORD格式专业资料整理(4)Zn与稀硫酸作用,(a)在敞口的容器中进行;(b)在密闭的容器中进行。哪一种情况放热较多,为什么?(5)在一铝制筒中装有压缩空气,温度与环境
7、平衡。突然打开筒盖,使气体冲出,当压力与外界相等时,立即盖上筒盖,过一会儿,筒中气体压力有何变化?(6)在N2和N1的物质的量之比为1:3的反应条件下合成氨,实验测得在温度T1和T2时放出的热量分别为QP(T1)和QP(T2),用Kirchhoff定律验证时,与下述公式的计算结果不符,试解释原因。△rHm(T2)=△rHm(T1)+(7)从同一始态A出发,经历三种不同途径到达不同的终态:(1)经等温可逆过程从A→B;(2)经绝热可逆过程从A→C;(3)经绝热不可逆过程从A→D。试
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