材料物理化学作业1(带答案)

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1、材料加工中的物理化学作业1问题1.（a）写出下列函数的精确微分(b)以偏微分的形式表达上面答案中各微分项的系数(c)证明（b）答案中的三项的二阶偏微分相等问题2.一个等温过程发生在300摄氏度，此过程的功为w=5.62kJ,热传递为q=-3.12kJ。（注意符号）求系统的内能变化。如果过程是可逆的，求熵的变化。如果过程是不可逆的，求熵的变化。如果系统周围温度为恒定100摄氏度，那么此过程是可逆还是不可逆的，为什么？解:如果写成此形式，则系统吸收功和吸收热用正号，系统做功和放热用负号。如果写成此形式，则系统做功和吸收热用正号，系统吸收功和放热用负号

2、。本课程建议用第一种形式（即向内为正，向外为负）：题中给出的功为正，则为系统吸收功；给出的热量为负，则系统放热。(a)因为可逆：(b)因为不可逆：(c)(d)考虑周围环境，因为系统放热，所以环境吸热，q>0所以不可逆问题3.（a）写出用于定义封闭系统的内能（U）、焓（H）、亥姆霍兹自由能（A）、和吉布斯自由能（G）的公式.（b）上面哪一个等式在热力学意义上最重要，这个等式又被称之为什么？热力学第一定律（c）结合热力学第一定律和第二定律，写出封闭系统（只做膨胀功）的U、H、A、和G的微分公式。问题4.（a）利用问题3中的等式，证明其中a为热膨胀系数

3、。（b）利用问题3中的等式和你在本题（a）中的答案，证明问题5.一种理想气体在300K和15atm压力下的初始体积为15升。计算下列过程的：（1）系统的最终体积；（2）系统做的功；（3）进入或离开系统的热；（4）内能变化；（5）焓的变化。假设该气体为单原子理想气体。过程a:可逆等温膨胀到10atm；过程b:可逆绝热膨胀到10atm。初始状态为：T1=300K，v1=15l,p1=15atm.因为是理想气体：pv=nRT,计算摩尔数：虽然本题不必须计算n,但是请注意计算过程和小数点保留。过程a:可逆等温膨胀到10atm初始状态为：T1=300K，v

4、1=15l，p1=15atm.终止状态为:T2=300K，p2=10atm(理想气体)因为理想气体U仅为温度的函数理想气体等温变化过程b:可逆绝热膨胀到10atm过程：绝热q=0J,p2=10atm(Cv是等容摩尔热容）(单原子理想气体)可以直接用此公式另：简便算法问题6.从亥姆霍兹自由能（A）的麦克斯韦关系出发，证明此联系等同于吉布斯自由能（G）的麦克斯韦关系。