物理化学课后答案-热力学第一定律

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1、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,AH=QP,所以（X，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=O。（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△[=（）,则Q=0,无热量交换。（9）在等

2、压下，机械搅拌绝热容器屮的液体，使其温度上升，则厶H=Qp=O。（10）理想气体绝热变化过程中，W=AU,即Wr=AU=CvAT,WiR=AU=CvAT,所以WR=WIRo（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,（d）若经历一个多方过程,则热力学能有定值；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Q,焙变为△H],若安排成可逆电池，使终态和终态都相同，这时放热Q2，焙变为△出，则厶H]=

3、ZH2。【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。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，则状态函数必定发牛改变。（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，AH二Qp,只说明Qp等于状态函数H的变化值AH,仅是数值上相等，并不意味着Qp具有状态函数的性质。AH=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

4、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，由于只有同吋满足力学平衡、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，而不管屮间经历的状态如何。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=O。绝热膨胀后，P2

5、,3.想气体的恰是温度的函数，所以该过程中△H<0。(7)不正

6、确，因为还可以降低体系的温度来对外作功。(8)不正确，因为△[=()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，机械搅拌绝热容器中的液体，是环境对体系做功，Wf>0,使其△H工Qpo(10)不正确，虽然不管是否可逆，Wr=AU=CvAT,但可逆与不可逆过程的最终温度不同,所以Wr^Wir。(ID(a)正确，因为始终态确定后，AU就确定，又是绝热过程，则Q=0,根据热力学第一定律，W=AU有定值；(b)正确，因为始终态确定后，AU就确定，又是等容过程，则W=0,根据热力学

7、第一定律，Q=ZU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，AU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、Q的数值不同，但焙是状态函数，而状态函数的变化与过程无关。即厶H尸【2】回答下列问题。(1)在盛水槽小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。试问试管屮的水是否会沸腾，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？

8、(1)对逆热机的效率最高，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？(2)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？(3)在一铝制筒屮装有压缩空气，温度与环境平衡。突然打开筒盖，使气体冲岀，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？(4)在2和N,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T

9、和T2吋放出的热量分别为Qp(Ti)和Qp(T2),用Kirchhoff定律验证时，与下述公式的计算结果不符

10、,试解释原因。ArHm(T2)=ArHm(T,)+(5)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AtC；(3)经绝热不可逆过程从AtD。试问：(a)若使终态的体积相同，D点应位于BC虚线的什么位置，为什么？(b)若