物理化学作业

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1、第2节热力学第一定律练习1.在一绝热容器中盛有水，其中浸有电热丝，通电加热。将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q或W大于、小于还是等于零?⑴以电热丝为系统Q<0;W>0；⑵以水为系统;Q>0;W=0；⑶以容器内所有物质为系统Q=0;W>0；⑷将容器内物质以及电源和其它一切有影响的物质看作整个系统。Q=0;W=0.2.使一封闭系统由某一指定的始态变到某一指定的终态。Q，W，Q+W，ΔU中哪些量能确定，哪些量不能确定?为什么?答：Q,W,与具体过程有关;而Q+W，ΔU只取决于始态和中态，与过程无关。3.本书热力学第一定律数学表达式是

2、ΔU=Q+W，而有的书却是ΔU=Q-W，这是何原因答：对W符号规定不同.本书规定系统对环境做功,W为负值.4.“因为ΔH=Qp，所以Qp也具有状态函数的性质。”这结论对吗?为什么?答：不对，ΔH=Qp只是在等压无其他功的条件下才在数值上相等。Qp是热量，不是状态函数。5dU=dT+dV，由于=CV，故前式可写成dU=CVdT+dV。又因=CVdT，故前式又可写成dU=+dV，将此式与dU=-pdV比较，则有=-p，这个结论对吗?为什么?答：不对.因为:dU=-pdV,体积一定时,dV=0，所以，dU=V,而V=CVdT时，所以dU

3、=CVdT,而不是dU=+dV(体积一定,dV=0)，或dU=CVdT+dV(体积一定,dV=0)。6.一般物质的α=值都大于0，但对于0-4℃之间的水，α＜0，能否说其Cp恒大于CV，为什么?答:对.Cp与CV的关系:因为:=Cp-p(1)因为可以设:U=U(T,V)所以,dU=dT+dV,两边等压下对温度T,求偏导,即同除以dT,则有=+即:=CV+(2)(1)=(2)得到:Cp-CV＝［p+］(3)因为:dU=TdS–pdV,定温下,两边同除以dV,即=T-P,又因为(Maxwell关系式得到),所以将该关系式代入(3)Cp-C

4、V=T(4)循环关系方程:=-1所以:(5)(5)代入(4)得到Cp-CV=-T(6)等压膨胀系数α=，等温压缩系数β=-,将它们代入(6)变得到Cp-CV=-T=上式说明：①任何物质的总是负值，所以Cp-CV也总是正值，即Cp恒大于CV。②当T→0K时，lim(Cp-CV)=0。③当=0时，则Cp=CV。例如4℃、101325Pa时，水的密度最大(Vm具有最小值)，这时的Cp=CV。④对于理想气体(pV=nRT)可得，Cp-CV=nR。