期中考試講解

期中考試講解一、選擇題(共20題40分)1下述哪一種說法錯誤?(A)焓是定義的一種具有能量量綱的熱力學量

(B)只有在某些特定條件下,焓變ΔH才與體系吸熱相等

(C)焓是狀態(tài)函數(shù)

(D)焓是體系能與環(huán)境能進行熱交換的能量

顯然不對2.當體系將熱量傳遞給環(huán)境之后,體系的焓：

(A)必定減少(B)必定增加(C)必定不變(D)不一定改變3.一定量的理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力的終態(tài)，終態(tài)體積分別為V1,V2，則：

(A)V1>V2(B)V1<V2(C)V1=V2(D)無法確定4.恒壓下,無相變的單組分封閉體系的焓值隨溫度的升高而:(A)增加(B)減少(C)不變(D)不一定

H=U+PV(D)(D)(A)(A)5.對于下列的四種表述：

(1)因為ΔH=Qp，所以只有等壓過程才有ΔH

(2)因為ΔH=Qp，所以Qp也具有狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)

(3)公式ΔH=Qp只適用于封閉體系

(4)對于封閉體系經(jīng)歷一個不作其它功的等壓過程，其熱量只決定于體系的始態(tài)和終態(tài)上述諸結(jié)論中正確的是：

(A)(1)，(4)(B)(3)，(4)(C)(2)，(3)(D)(1)，(2)(B)6.某絕熱封閉體系在接受了環(huán)境所做的功之后,其溫度:

(A)一定升高(B)一定降低

(C)一定不變(D)不一定改變(AorD)7.對于一定量的理想氣體，下列過程可能發(fā)生的是：(1)對外作功，同時放熱

(2)體積不變，而溫度上升，并且是絕熱過程，無非體積功

(3)恒壓下絕熱膨脹

(4)恒溫下絕熱膨脹

(A)(1),(4)(B)(2),(3)(C)(3),(4)(D)(1),(2)(A)8.

在100℃和25℃之間工作的熱機，其最大效率為：(A)100%(B)75%(C)25%(D)20%(D)

體積增加，壓力不變，溫度上升，又膨脹做功，絕熱，Q=0，內(nèi)能下降，溫度降低，矛盾9.某定量均相純流體從298K,10p恒溫壓縮時,總物系的焓增加,則該物系從298K,10p節(jié)流膨脹到鄰近某一狀態(tài)時,物系的溫度必將：(A)升高(B)降低(C)不變(D)不能確定(A)10.有一高壓鋼瓶，打開閥門后氣體噴出鋼瓶外，當內(nèi)、外壓力相等時，關閉閥門，這時鋼瓶內(nèi)溫度與外界溫度相比(A)升高(B)降低(C)不變(D)不能確定11.在隔離系統(tǒng)中發(fā)生一個變化，則ΔU和ΔH的變化值為(A)ΔU>0，ΔH>0(B)ΔU<0，ΔH<0(C)ΔU=0，ΔH=0(D)ΔU=0，ΔH不能確定（B）（D）12.在270K和標準大氣壓力下，一定量的過冷水凝結(jié)為同溫同壓下的冰，則系統(tǒng)和環(huán)境的熵變分別為(A)ΔSsys>0，ΔSsur>0(B)ΔSsys<0，ΔSsur>0(C)ΔSsys<0，ΔSsur<0(D)ΔSsys>0，ΔSsur<0（B）鋼瓶內(nèi)氣體做功，絕熱，內(nèi)能下降，溫度降低恒溫壓縮時,總物系的焓增加，(H/V)T<0

(H/P)T>0,<0,所以節(jié)流膨脹，溫度反而升高。13.298K時，1mol理想氣體從1000KPa等溫可逆膨脹至100KPa，則ΔG的值等于(A)-0.04KJ(B)-12.4KJ(C)-1.24KJ(D)-5.7KJ（D）14.1mol單原子理想氣體從同一始態(tài)298K和200KPa出發(fā)，分別經(jīng)如下三個過程達到相同的終態(tài)體積，終態(tài)體積為原來體積的2倍：（1）等溫可逆膨脹，做功W1，（2）絕熱可逆膨脹，做功W2，（3）抗恒外壓膨脹，做功W3。三個功之間大小的關系為W1>W2>W3(B)W2>W1>W3(C)W1>W3>W2(D)W3>W1>W2W1=-nRTLn2=-1718J,W3=-P(V2-V1)=nRT/2=-1239J

對于W2，先求P2，P2=P1（V1/V2)5/3=0.3P1V2=2V1所以T2=0.6T1=180KW2=3/2R（T2-T1)=-1471J15.理想氣體符合如下哪個公式？(A)(T/p)s=V/Cv(B)(T/p)s=V/Cp(C)(T/p)s=V/R(D)(T/p)s=V（A）（B）(T/p)s=(V/S)p=(V/T)p/(S/T)p=NRT/pCp=V/Cp(V/T)p

=nR/p(S/T)p=(H/T)p

/(H/S)p=Cp/T16.理想氣體經(jīng)可逆與不可逆兩種絕熱過程，則下列說法正確的是：B(A)可以達到同一終態(tài)，視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定(B)從同一始態(tài)出發(fā)，不可能達到同一終態(tài)(C)若絕熱膨脹至同一終態(tài)體積時，不可逆過程的終態(tài)溫度較低(D)若絕熱壓縮至同一終態(tài)壓力時，不可逆過程的終態(tài)溫度較低17.在等溫條件下將1molN2(g,p?)與1molAr(g,p?)混合，混合氣最后壓力為2p?時混合過程的熵變?yōu)棣1；混合氣最后壓力仍為p?時混合過程的熵變?yōu)棣2，則：

A(A)ΔS1

＜ΔS2(B)ΔS1=ΔS2(C)ΔS1

＞ΔS2 (D)不能確定18.在p?和298K時，C2H5OH(l)的ΔcHm?=1366.9kJ·mol-1，CO2(g)和H2O(l)的ΔfHm?分別為393.5kJ·mol-1和285.9kJ·mol-1，若2.0mol的C2H5OH(l)在氧彈中燃燒，其熱效應QV為

C(A)1364.4kJ (B)1364.4kJ (C)2728.8kJ (D)2728.8kJ19.理想氣體等溫過程的ΔAC(A)>ΔG (B)<ΔG (C)=ΔG (D)不能確定20.若某實際氣體的狀態(tài)方程為pV(1p)=nRT，273K時將0.5mol該氣體壓力由1013.25kPa減至101.325kPa，已知在上述壓力范圍內(nèi)，系數(shù)為一常數(shù)（

=9.277×10-6kPa-1）。試求G為：

B1.3kJ (B)2.6kJ(C)5.2kJ (D)10.4kJG=VdP=nRTdp/p(1-BP)=nRT

(dp/p-d(1-BP)/(1-BP)=nRT[(lnP2/P1)-Ln[(1-BP2)/Ln(1-BP1)]]=-2.6KJ二、計算題(共6題60分)21.某理想氣體從始態(tài)(p1，V1，T1)經(jīng)由(1)1A2；(2)1B2；(3)1DC2三種途徑的準靜態(tài)過程變到終態(tài)(p2，V2，T2)，如下圖所示。試求各途徑變化時體系的功W、熱Q及熱力學能改變ΔU的表達式。假定其熱容為常數(shù)，圖中所標注的p，V，T均為已知。(本題10分)(1)Q1=CV(TAT1)+Cp(T2TA)(1分)W1=

p2(V2V1)ΔU1=Q1+W1=CV(T2T1)(3)ΔU3=CV(T2T1)(1分)W3=(p2V2p1V1)/(γ1)=CV(TCT1)Q3=ΔU3

W3=CV(T2TC)ΔU2=CV(T2T1)W2=

RTln(V2/V1)Q2=ΔU2

W2=CV(T2T1)+RTln(V2/V1)22.1mol單原子理想氣體，始態(tài)p1=200KPa，T1=273K，沿P/V=a（a為常數(shù)）的可逆途徑，壓縮至終態(tài)壓力為400KPa。計算該過程的V1，V2，T2，Q，W，ΔU，ΔH和ΔS。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：V1=nRT1/p1=0.0113m3,V2=P2V1/P1=0.0226m3T2=P2V2/nR=1087KΔU=nCv,m(T2-T1)=10.15kJΔH=nCp,m(T2-T1)=16.92kJW=

==-3.39kJQ=ΔU-W=13.54kJΔS=nRlnP1/P2+nCp,mlnT2/T1=22.96JK-123.1mol的O2氣（273.15K，101.325kPa）與3mol的N2氣（373.15K，101.325kPa）在絕熱條件下混合，終態(tài)壓力為101.325kPa，若O2和N2均視為理想氣體，試計算隔離系統(tǒng)的總熵變，設Cp,m(O2)=Cp,m(N2)=R。(本題10分)解：設終態(tài)溫度為T，則

Cp,m(O2)(T-273.15K)=(3mol)Cp,m(N2)(373.15K-T)因為

Cp,m(O2)=Cp,m(N2)=

R解得:T=348.15K將絕熱條件下的上述理想氣體的混合過程設計為如下可逆過程：ΔS1=ΔS1(O2)+ΔS1(N2)=1mol×

Rln(348.15K/273.15K)+3mol×

Rln(348.15K/373.15K)=1.006J·K-1ΔS2=ΔS2(O2)+ΔS2(N2)=n(O2)Rln[p1(O2)/p2(O2)]+n(N2)Rln[p1(N2)/p2(N2)]=1mol×Rln(p?/0.25p?)+3mol×Rln(p?/0.75p?)=18.70J·K-1(1分)因為是絕熱條件下混合,所以ΔS環(huán)=0所以ΔS孤立=ΔS體系=ΔS1+ΔS2=19.71J·K-1

24.請證明下列關系式：

（10分）

(1)(U/V)T=T(p/T)V-p(2)(U/V)p=Cp(T/V)p-p(1)因為dU=TdS-pdV所以(U/

V)T=T(S/V)T-p=T(p/T)V-p(2)(U/V)p=(H/V)p-p=(H/T)p/(V/T)p–p=Cp

(T/V)p–P25.有人發(fā)明了一種裝置,可使壓縮空氣分為兩股：一股變冷,一股變熱,若空氣Cp,m=29.3J·K-1·mol-1,設熱量不傳遞到環(huán)境,試判斷該裝置是否可能?絕熱體系ΔS環(huán)=0據(jù)

ΔS=Rln(p1/p2)+Cpln(T2/T1)ΔS1=Rln4+29.3J·mol-1·K-1×ln(263/298)ΔS2=Rln4+29.3J·mol-1·K-1×ln(338/298)可得ΔS體=ΔS1+ΔS2=23.1J·K-1>0

ΔS隔離=ΔS體+ΔS環(huán)>0該裝置可能26.設某氣體的狀態(tài)方程為pV=n(RT+