练习思考－热力学第一定律.doc

第章 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP] 例 -1 某会场开会有1000人参加，若每人平均每小时向周围散发出400kJ的热量。试求： (1) 如果以礼堂中空气和椅子等为系统，则在开会时的30分钟内系统的热力学能增加了多少？ (2) 如果以礼堂中的空气、人和其他所有的东西为系统，则其热力学能的增加又为多少？ 解：(1)开会30分钟时产生的热量为： 此为恒容系统，故 根据热力学第一定律： (2) 因为此为孤立系统，所以： 例 -2 mol单原子理想气体在298K时，分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00 dm3： （1）自由膨胀； （2）恒温可逆膨胀； （3）恒温对抗100kPa外压下膨胀。 求上述三种过程的Q、W、ΔU和ΔH。 解：（1）自由膨胀过程， 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以：ΔU=ΔH=f(T)＝0 （2）因为理想气体等温过程，所以：ΔU=ΔH=0 （3）同理，ΔU=ΔH=0 例 -3 具有无摩擦活塞的绝热气缸内有5mol双原子理想气体，压力为1013.25kPa，温度为298.2K。 （1）若该气体绝热可逆膨胀至101.325kPa，计算系统所做的功。 （2）若外压从1013.25kPa骤减至101.325kPa，系统膨胀所做的功为多少？ 解：（1），， ， K 绝热， （2）对抗恒定外压101.325kPa绝热膨胀，， 学生自测题 [TOP] 填空题 1、系统的性质分为__________和_____________。 2、在一个绝热箱内装有浓H2SO4和水，开始时中间用隔膜分开，然后弄破隔膜，使浓H2SO4和水混合。若以浓H2SO4和水为系统，则W_______0，Q______0，______0。 3、一理想气体反抗外压100kPa作等温膨胀，则W______0 ，______0 。 4、系统在等容条件下从环境中吸收热量全部用来增加系统的__________。 5、在273.15K和101.325kPa大气压力下，将1mol固态冰融化为水，则其W____0，Q_____0， ______0，______0 二、选择题 1、下列叙述中不属于状态函数特征的是 A 系统变化时，状态函数的改变值只由系统的始、终态决定 B 系统状态确定后，状态函数的值也确定 C 状态函数均有加和性 D 经循环过程，状态函数的值不变 2、某一化学反应，在恒压的条件下,放出的热量为250kJ, 值应该是 A B C D 不能确定 3、理想气体向真空膨胀，其体积从V1增大到V2，则体系做功为 A W=0 B W0 C W0 D 4、一封闭体系，当状态从A到B发生变化时，经历两条任意的不同途径，则 A Q1=Q2，W1=W2 B Q1+W1= Q2+W2 C D Q1=－W1，Q2=－W2 5、理想气体的Cp,m与Cv,m之间的关系是 A Cp,mCv,m B Cp,m Cv,m C Cp,m＝Cv,m D 两者之间无一定的关系 三、判断题 状态函数改变后，状态一定改变； 一个绝热的刚性容器一定是个孤立系统； 孤立系统内发生的一切变化过程，其必定为零； 一定量的理想气体反抗一大气压作绝热膨胀，则； 理想气体绝热变化过程中，，所以； 化学中的可逆过程就是热力学中的可逆过程。 四、问答题 1、一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为系统，则、Q、W为正？为负？或为零？ 2、可逆过程有何特点？ 3、如果在孤立系统中发生一个变化过程，及是否一定为零？ 4、夏天为了降温，采取将室内电冰箱门打开，接通电源并紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热）。该方法能否使室内温度下降？为什么？ 5、分别判断下列各过程中的Q、W、U和H为正、为负还是为零? (1)理想气体自由膨胀； (2)理想气体恒温可逆膨胀； (3)理想气体节流膨胀； (4)理想气体绝热、反抗恒外压膨胀； (5)水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为系统； (6)水(101325Pa，273.15K) → 冰(101325Pa，273.15K)；学生自测答案 [TOP] 一、填空题答案 1、强度性质，广度性质 2、＝，＝，＝ 3、，0 4、热力学能 5、，，， 二、选择题答案 1、D 2、A 3、B 4、C 5、A 三、判断题答案 1、对 2、错 3、对 4、错 5、错 6、错。 四、问答题答案 1、答：以全部气体为