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,△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

2、搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，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。【

3、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-32-，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

4、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

5、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

6、；（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、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？-32-（3）可逆热机

7、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？（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。△r

8、Hm(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。试问：（a）若使终态的体积相同，D点应位于BC虚线的什