物理化學(xué)核心教程課后習(xí)題答案 (詳解版)

1、物理化學(xué)核心教程 課后習(xí)題答案第一章 氣體1如何使一個(gè)尚未破裂而被打癟的乒乓球恢復(fù)原狀？采用了什么原理？答：將打癟的乒乓球浸泡在熱水中，使球的壁變軟，球中空氣受熱膨脹，可使其恢復(fù)球狀。采用的是氣體熱脹冷縮的原理。2在兩個(gè)密封、絕熱、體積相等的容器中，裝有壓力相等的某種理想氣體。試問，這兩容器中氣體的溫度是否相等？答：不一定相等。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，若物質(zhì)的量相同，則溫度才會相等。3 兩個(gè)容積相同的玻璃球內(nèi)充滿氮?dú)?，兩球中間用一根玻管相通，管中間有一汞滴將兩邊的氣體分開。當(dāng)左邊球的溫度為273 k，右邊球的溫度為293 k時(shí)，汞滴處在中間達(dá)成平衡。試問： (1) 若將左邊球的溫度升高10 k，

2、中間汞滴向哪邊移動？ (2) 若將兩個(gè)球的溫度同時(shí)都升高10 k，中間汞滴向哪邊移動？答：（1）左邊球的溫度升高，氣體體積膨脹，推動汞滴向右邊移動。 （2）兩個(gè)球的溫度同時(shí)都升高10 k，汞滴仍向右邊移動。因?yàn)樽筮吳虻钠鹗紲囟鹊?，升?0 k所占的比例比右邊的大，283/273大于303/293，所以膨脹的體積（或保持體積不變時(shí)增加的壓力）左邊的比右邊的大。4在大氣壓力下，將沸騰的開水迅速倒入保溫瓶中，達(dá)保溫瓶容積的0.7左右，迅速蓋上軟木塞，防止保溫瓶漏氣，并迅速放開手。請估計(jì)會發(fā)生什么現(xiàn)象？答：軟木塞會崩出。這是因?yàn)楸仄恐械氖Ｓ鄽怏w被熱水加熱后膨脹，當(dāng)與迅速蒸發(fā)的水汽的壓力加在一起，大于

3、外面壓力時(shí)，就會使軟木塞崩出。如果軟木塞蓋得太緊，甚至?xí)贡仄勘?。防止的方法是，在灌開水時(shí)不要灌得太快，且要將保溫瓶灌滿。5當(dāng)某個(gè)純的物質(zhì)的氣、液兩相處于平衡時(shí)，不斷升高平衡溫度，這時(shí)處于平衡狀態(tài)的氣-液兩相的摩爾體積將如何變化？答：升高平衡溫度，純物質(zhì)的飽和蒸汽壓也升高。但由于液體的可壓縮性較小，熱膨脹仍占主要地位，所以液體的摩爾體積會隨著溫度的升高而升高。而蒸汽易被壓縮，當(dāng)飽和蒸汽壓變大時(shí)，氣體的摩爾體積會變小。隨著平衡溫度的不斷升高，氣體與液體的摩爾體積逐漸接近。當(dāng)氣體的摩爾體積與液體的摩爾體積相等時(shí)，這時(shí)的溫度就是臨界溫度。6dalton分壓定律的適用條件是什么？amagat分體積

4、定律的使用前提是什么？答：這兩個(gè)定律原則上只適用于理想氣體。dalton分壓定律要在混合氣體的溫度和體積不變的前提下，某個(gè)組分的分壓等于在該溫度和體積下單獨(dú)存在時(shí)的壓力。amagat分體積定律要在混合氣體的溫度和總壓不變的前提下，某個(gè)組分的分體積等于在該溫度和壓力下單獨(dú)存在時(shí)所占有的體積。7有一種氣體的狀態(tài)方程為 （b為大于零的常數(shù)），試分析這種氣體與理想氣體有何不同？將這種氣體進(jìn)行真空膨脹，氣體的溫度會不會下降？答：將氣體的狀態(tài)方程改寫為 ，與理想氣體的狀態(tài)方程相比，這個(gè)狀態(tài)方程只校正了體積項(xiàng)，未校正壓力項(xiàng)。說明這種氣體分子自身的體積不能忽略，而分子之間的相互作用力仍可以忽略不計(jì)。所以，將這

5、種氣體進(jìn)行真空膨脹時(shí)，氣體的溫度不會下降，這一點(diǎn)與理想氣體相同。8如何定義氣體的臨界溫度和臨界壓力？答：在真實(shí)氣體的圖上，當(dāng)氣-液兩相共存的線段縮成一個(gè)點(diǎn)時(shí)，稱這點(diǎn)為臨界點(diǎn)。這時(shí)的溫度為臨界溫度，這時(shí)的壓力為臨界壓力。在臨界溫度以上，無論加多大壓力都不能使氣體液化。9 van der waals氣體的內(nèi)壓力與體積成反比，這樣說是否正確？ 答：不正確。根據(jù)van der waals氣體的方程式，其中被稱為是內(nèi)壓力，而是常數(shù)，所以內(nèi)壓力應(yīng)該與氣體體積的平方成反比。10當(dāng)各種物質(zhì)都處于臨界點(diǎn)時(shí)，它們有哪些共同特性？答：在臨界點(diǎn)時(shí)，物質(zhì)的氣-液界面消失，液體和氣體的摩爾體積相等，成為一種既不同于液相、

6、又不同于氣相的特殊流體，稱為超流體。高于臨界點(diǎn)溫度時(shí)，無論用多大壓力都無法使氣體液化，這時(shí)的氣體就是超臨界流體。四概念題參考答案1在溫度、容積恒定的容器中，含有a和b兩種理想氣體，這時(shí)a的分壓和分體積分別是和。若在容器中再加入一定量的理想氣體c，問和的變化為 ( )(a) 和都變大 (b) 和都變小(c) 不變，變小 (d) 變小，不變 答：(c)。這種情況符合dalton分壓定律，而不符合amagat分體積定律。2在溫度、容積都恒定的容器中，含有a和b兩種理想氣體，它們的物質(zhì)的量、分壓和分體積分別為和，容器中的總壓為。試判斷下列公式中哪個(gè)是正確的？ ( )(a) (b) (c) (d) 答：

7、(a)。題目所給的等溫、等容的條件是dalton分壓定律的適用條件，所以只有(a)的計(jì)算式是正確的。其余的之間的關(guān)系不匹配。3 已知?dú)錃獾呐R界溫度和臨界壓力分別為。有一氫氣鋼瓶，在298 k時(shí)瓶內(nèi)壓力為，這時(shí)氫氣的狀態(tài)為 （ ）(a) 液態(tài) (b) 氣態(tài)(c)氣-液兩相平衡 (d) 無法確定答：(b)。仍處在氣態(tài)。因?yàn)闇囟群蛪毫Χ几哂谂R界值，所以是處在超臨界區(qū)域，這時(shí)仍為氣相，或稱為超臨界流體。在這樣高的溫度下，無論加多大壓力，都不能使氫氣液化。4在一個(gè)絕熱的真空容器中，灌滿373 k和壓力為101.325 kpa的純水，不留一點(diǎn)空隙，這時(shí)水的飽和蒸汽壓 （ ）（a）等于零 （b）大于101.

8、325 kpa（c）小于101.325 kpa （d）等于101.325 kpa答：（d）。飽和蒸氣壓是物質(zhì)的本性，與是否留有空間無關(guān)，只要溫度定了，其飽和蒸氣壓就有定值，查化學(xué)數(shù)據(jù)表就能得到，與水所處的環(huán)境沒有關(guān)系。5真實(shí)氣體在如下哪個(gè)條件下，可以近似作為理想氣體處理？（ ）（a）高溫、高壓 （b）低溫、低壓（c）高溫、低壓 （d）低溫、高壓答：（c）。這時(shí)分子之間的距離很大，體積很大，分子間的作用力和分子自身所占的體積都可以忽略不計(jì)。6在298 k時(shí)，地面上有一個(gè)直徑為1 m的充了空氣的球，其中壓力為100 kpa。將球帶至高空，溫度降為253 k，球的直徑脹大到3m，此時(shí)球內(nèi)的壓力為 （

9、 ）（a）33.3 kpa （b）9.43 kpa（c）3.14 kpa （d）28.3 kpa答：（c）。升高過程中，球內(nèi)氣體的物質(zhì)的量沒有改變，利用理想氣體的狀態(tài)方程，可以計(jì)算在高空中球內(nèi)的壓力。 7使真實(shí)氣體液化的必要條件是 （ ） （a）壓力大于 （b）溫度低于 （c）體積等于 （d）同時(shí)升高溫度和壓力答：（b）。是能使氣體液化的最高溫度，若高于臨界溫度，無論加多大壓力都無法使氣體液化。8在一個(gè)恒溫、容積為2 的真空容器中，依次充入溫度相同、始態(tài)為100 kpa，2 的（g）和200 kpa，1的，設(shè)兩者形成理想氣體混合物，則容器中的總壓力為 （ ） （a）100 kpa （b）150

10、 kpa （c）200 kpa （d）300 kpa答：（c）。等溫條件下，200 kpa，1氣體等于100 kpa，2氣體，總壓為=100 kpa+100 kpa=200 kpa 。9在298 k時(shí)，往容積都等于并預(yù)先抽空的容器a、b中，分別灌入100 g和200 g水，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，兩容器中的壓力分別為和，兩者的關(guān)系為 （ ） （a） （b） （c）= （d）無法確定答：（c）。飽和蒸氣壓是物質(zhì)的特性，只與溫度有關(guān)。在這樣的容器中，水不可能全部蒸發(fā)為氣體，在氣-液兩相共存時(shí)，只要溫度相同，它們的飽和蒸氣壓也應(yīng)該相等。10在273 k，101.325 kpa時(shí)，的蒸氣可以近似看作為理想氣體。

11、已知的摩爾質(zhì)量為154的，則在該條件下，氣體的密度為 （ ） （a） （b） （c） （d）答：（a）。通常將273 k，101.325 kpa稱為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，在該狀態(tài)下，1 mol 任意物質(zhì)的氣體的體積等于。根據(jù)密度的定義，11在某體積恒定的容器中，裝有一定量溫度為300 k的氣體，現(xiàn)在保持壓力不變，要將氣體趕出1/6，需要將容器加熱到的溫度為 （ ） （a）350 k （b）250 k （c）300 k （d）360 k答：（d）。保持v，p不變，12實(shí)際氣體的壓力（p）和體積（v）與理想相比，分別會發(fā)生的偏差為（ ） （a）p，v都發(fā)生正偏差 （b）p，v都發(fā)生負(fù)偏差 （c）p正偏差，v負(fù)

12、偏差 （d）p負(fù)偏差，v正偏差答：（b）。由于實(shí)際氣體的分子間有相互作用力，所以實(shí)際的壓力要比理想氣體的小。由于實(shí)際氣體分子自身的體積不能忽略，所以能運(yùn)用的體積比理想氣體的小。 第二章 熱力學(xué)第一定律1判斷下列說法是否正確，并簡述判斷的依據(jù)。（1）狀態(tài)給定后，狀態(tài)函數(shù)就有定值；狀態(tài)函數(shù)固定后，狀態(tài)也就固定了。（2）狀態(tài)改變后，狀態(tài)函數(shù)一定都改變。（3）因?yàn)?，所以是特定條件下的狀態(tài)函數(shù)。（4）根據(jù)熱力學(xué)第一定律，因?yàn)槟芰坎荒軣o中生有，所以一個(gè)系統(tǒng)若要對外做功，必須從外界吸收熱量。（5）在等壓下，用機(jī)械攪拌某絕熱容器中的液體，使液體的溫度上升，這時(shí)。 （6）某一化學(xué)反應(yīng)在燒杯中進(jìn)行，熱效應(yīng)為，焓變

13、為。若將化學(xué)反應(yīng)安排成反應(yīng)相同的可逆電池，使化學(xué)反應(yīng)和電池反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)都相同，這時(shí)熱效應(yīng)為，焓變?yōu)?，則。答：（1）對。因?yàn)闋顟B(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)，狀態(tài)固定后，所有的狀態(tài)函數(shù)都有定值。反之，狀態(tài)函數(shù)都有定值，狀態(tài)也就被固定了。（2）不對。雖然狀態(tài)改變后，狀態(tài)函數(shù)會改變，但不一定都改變。例如，系統(tǒng)發(fā)生了一個(gè)等溫過程，體積、壓力等狀態(tài)函數(shù)發(fā)生了改變，系統(tǒng)的狀態(tài)已與原來的不同，但是溫度這個(gè)狀態(tài)函數(shù)沒有改變。（3）不對。熱力學(xué)能u和焓h是狀態(tài)函數(shù)，而du，dh 僅是狀態(tài)函數(shù)的變量。和僅在特定條件下與狀態(tài)函數(shù)的變量相等，所以和不可能是狀態(tài)函數(shù)。（4）不對。系統(tǒng)可以降低自身的熱力學(xué)能來對外做功，如系統(tǒng)

14、發(fā)生絕熱膨脹過程。但是，對外做功后，系統(tǒng)自身的溫度會下降。（5）不對。因?yàn)榄h(huán)境對系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械攪拌，做了機(jī)械功，這時(shí)，所以不符合的使用條件。使用這個(gè)公式，等壓和，這兩個(gè)條件一個(gè)也不能少。（6）對。因?yàn)殪蔴是狀態(tài)函數(shù)，只要反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)都相同，則焓變的數(shù)值也相同，與反應(yīng)具體進(jìn)行的途徑無關(guān)，這就是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)，“異途同歸，值變相等”。但是，兩個(gè)過程的熱效應(yīng)是不等的，即。2回答下列問題，并簡單說明原因。（1）可逆熱機(jī)的效率最高，在其他條件都相同的前提下，用可逆熱機(jī)去牽引火車，能否使火車的速度加快？ （2）與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，分別在敞口和密閉的容器中進(jìn)行，哪一種情況放的熱更多一些？（3）在一個(gè)用導(dǎo)熱材料

15、制成的圓筒中，裝有壓縮空氣，圓筒中的溫度與環(huán)境達(dá)成平衡。如果突然打開筒蓋，使氣體沖出，當(dāng)壓力與外界相等時(shí)，立即蓋上筒蓋。過一會兒，筒中氣體的壓力有何變化？（4）在裝有催化劑的合成氨反應(yīng)室中，與的物質(zhì)的量之比為，反應(yīng)方程式為。分別在溫度為和的條件下，實(shí)驗(yàn)測定放出的熱量對應(yīng)為和。但是用kirchhoff定律計(jì)算時(shí) 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值不符，試解釋原因。答：（1）可逆熱機(jī)的效率雖高，但是可逆過程是一個(gè)無限緩慢的過程，每一步都接近于平衡態(tài)。所以，用可逆熱機(jī)去牽引火車，在有限的時(shí)間內(nèi)是看不到火車移動的。所以，可逆功是無用功，可逆熱機(jī)的效率僅是理論上所能達(dá)到的最高效率，使實(shí)際不可逆熱機(jī)的效率盡可能向這個(gè)目標(biāo)靠

16、攏，實(shí)際使用的熱機(jī)都是不可逆的。（2）當(dāng)然在密閉的容器中進(jìn)行時(shí)，放的熱更多一些。因?yàn)樵诎l(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量相同時(shí)，其化學(xué)能是一個(gè)定值。在密閉容器中進(jìn)行時(shí)，化學(xué)能全部變?yōu)闊崮?，放出的熱能就多。而在敞口容器中進(jìn)行時(shí)，一部分化學(xué)能用來克服大氣的壓力做功，余下的一部分變?yōu)闊崮芊懦觯懦龅臒崮芫蜕?。?）筒中氣體的壓力會變大。因?yàn)閴嚎s空氣沖出容器時(shí)，筒內(nèi)的氣體對沖出的氣體做功。由于沖出的速度很快，筒內(nèi)氣體來不及從環(huán)境吸熱，相當(dāng)于是個(gè)絕熱過程，所以筒內(nèi)氣體的溫度會下降。當(dāng)蓋上筒蓋又過了一會兒，筒內(nèi)氣體通過導(dǎo)熱壁，從環(huán)境吸收熱量使溫度上升，與環(huán)境達(dá)成平衡，這時(shí)筒內(nèi)的壓力會增加。（4）用kirchhoff公式計(jì)

17、算的是反應(yīng)進(jìn)度等于1 mol時(shí)的等壓熱效應(yīng)，即摩爾反應(yīng)焓變。用實(shí)驗(yàn)測定的是反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)的等壓熱效應(yīng)，由于合成氨反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率比較低，只有25%左右，所以實(shí)驗(yàn)測定值會比理論計(jì)算的結(jié)果小。如果將反應(yīng)物過量，使生成產(chǎn)物的數(shù)量與化學(xué)計(jì)量方程的相同，那實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值應(yīng)該是等同的。3理想氣體的絕熱可逆和絕熱不可逆過程的功，都可用公式計(jì)算，那兩種過程所做的功是否一樣?答：當(dāng)然不一樣，因?yàn)閺耐粋€(gè)始態(tài)出發(fā)，絕熱可逆與絕熱不可逆兩個(gè)過程不可能到達(dá)同一個(gè)終態(tài)，兩個(gè)終態(tài)溫度不可能相同，即dt不可能相同，所以做的功也不同。通常絕熱可逆過程做的功（絕對值）總是大于不可逆過程做的功。4指出如下所列3個(gè)公式的適用條件：

18、（1） （2） （3）答：（1）式，適用于不做非膨脹功（）的等壓過程（）。（2）式，適用于不做非膨脹功（）的等容過程（）。（3）式，適用于理想氣體不做非膨脹功（）的等溫可逆過程。5用熱力學(xué)的基本概念，判斷下列過程中，和的符號，是，還是。第一定律的數(shù)學(xué)表示式為 。（1） 理想氣體的自由膨脹（2） van der waals氣體的等容、升溫過程（3） 反應(yīng) 在非絕熱、等壓條件下進(jìn)行（4） 反應(yīng)在絕熱鋼瓶中進(jìn)行 （5） 在273.15 k，101.325kpa下，水結(jié)成冰答：（1）w = 0 因?yàn)槭亲杂膳蛎?，外壓為零?q = 0 理想氣體分子之間的相互引力小到可以忽略不計(jì)，體積增大，分子間的勢能并

19、沒有變化，能保持溫度不變，所以不必從環(huán)境吸熱。 du = 0 因?yàn)闇囟炔蛔?，理想氣體的熱力學(xué)能僅是溫度的函數(shù)?；蛞?yàn)閣 = 0，q = 0，所以du = 0。 dh = 0 因?yàn)闇囟炔蛔?，理想氣體的焓也僅是溫度的函數(shù)。 或因?yàn)?，du = 0，所以dh = 0。（2）w = 0 因?yàn)槭堑热葸^程，膨脹功為零。 q 0 溫度升高，系統(tǒng)吸熱。 du 0 系統(tǒng)從環(huán)境吸熱，使系統(tǒng)的熱力學(xué)能增加。 dh 0 根據(jù)焓的定義式，。（3）w 0 反應(yīng)會放出氫氣，要保持系統(tǒng)的壓力不變，放出的氫氣推動活塞，克服外壓對環(huán)境做功。q 0 反應(yīng)是放熱反應(yīng)。du 0 系統(tǒng)既放熱又對外做功，使熱力學(xué)能下降。dh 0 因?yàn)槭窃诮^

20、熱鋼瓶中發(fā)生的放熱反應(yīng)，氣體分子數(shù)沒有變化，鋼瓶內(nèi)的溫度會升高，導(dǎo)致壓力也增高，根據(jù)焓的定義式，可以判斷焓值是增加的。 或 （5）w 0 在凝固點(diǎn)溫度下水結(jié)成冰，體積變大，系統(tǒng)克服外壓，對環(huán)境做功。q 0 水結(jié)成冰是放熱過程。du 0 系統(tǒng)既放熱又對外做功，熱力學(xué)能下降。dh 0 因?yàn)檫@是等壓相變，dh = qp 。 6在相同的溫度和壓力下，一定量氫氣和氧氣從四種不同的途徑生成水：(1)氫氣在氧氣中燃燒，(2)爆鳴反應(yīng)，(3)氫氧熱爆炸，(4)氫氧燃料電池。在所有反應(yīng)過程中，保持反應(yīng)方程式的始態(tài)和終態(tài)都相同，請問這四種變化途徑的熱力學(xué)能和焓的變化值是否相同?答：應(yīng)該相同。因?yàn)闊崃W(xué)能和焓是狀態(tài)

21、函數(shù)，只要始、終態(tài)相同，無論經(jīng)過什么途徑，其變化值一定相同。這就是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)：“異途同歸，值變相等”。7一定量的水，從海洋蒸發(fā)變?yōu)樵疲圃诟呱缴献優(yōu)橛?、雪，并凝結(jié)成冰。冰、雪熔化變成水流入江河，最后流入大海，一定量的水又回到了始態(tài)。問歷經(jīng)整個(gè)循環(huán)，這一定量水的熱力學(xué)能和焓的變化是多少?答：水的熱力學(xué)能和焓的變化值都為零。因?yàn)闊崃W(xué)能和焓是狀態(tài)函數(shù)，不論經(jīng)過怎樣復(fù)雜的過程，只要是循環(huán)，系統(tǒng)回到了始態(tài)，熱力學(xué)能和焓的值都保持不變。這就是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)：“周而復(fù)始，數(shù)值還原”。8在298 k，101.3 kpa壓力下，一杯水蒸發(fā)為同溫、同壓的氣是一個(gè)不可逆過程，試將它設(shè)計(jì)成可逆過程。答：通常有四

22、種相變可以近似看作是可逆過程：（1）在飽和蒸氣壓下的氣-液兩相平衡，（2）在凝固點(diǎn)溫度時(shí)的固-液兩相平衡，（3）在沸點(diǎn)溫度時(shí)的氣-液兩相平衡，（4）在飽和蒸氣壓下的固-氣兩相平衡（升華）。可以將這個(gè)在非飽和蒸氣壓下的不可逆蒸發(fā)，通過兩種途徑，設(shè)計(jì)成可逆過程：(1) 繞到沸點(diǎn)；將298 k，101.3 kpa壓力下的水，等壓可逆升溫至，在沸點(diǎn)溫度下可逆變成同溫、同壓的蒸氣，然后再等壓可逆降溫至298 k。(2) 繞到飽和蒸氣壓；將298 k，101.3 kpa壓力下的水，等溫可逆降壓至飽和蒸氣壓，在298 k和飽和蒸氣壓下，可逆變成同溫、同壓的蒸氣，再等溫可逆升壓至101.3 kpa。變化的示意

23、圖如下：究竟設(shè)計(jì)哪一種可逆途徑，要根據(jù)題目的已知條件決定。四概念題參考答案1對于理想氣體的熱力學(xué)能，有下述四種理解： (1) 狀態(tài)一定，熱力學(xué)能也一定 (2) 對應(yīng)于某一狀態(tài)的熱力學(xué)能是可以直接測定的 (3) 對應(yīng)于某一狀態(tài)，熱力學(xué)能只有一個(gè)數(shù)值，不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)值 (4) 狀態(tài)改變時(shí)，熱力學(xué)能一定跟著改變，其中都正確的是： ( )(a) (1)，(2) (b) (3)，(4) (c) (2)，(4) (d) (1)，(3) 答：(d)。熱力學(xué)能是狀態(tài)的單值函數(shù)，其絕對值無法測量。2有一高壓鋼筒，打開活塞后氣體噴出筒外，當(dāng)筒內(nèi)壓力與筒外壓力相等時(shí)關(guān)閉活塞，此時(shí)筒內(nèi)溫度將 ( )(a)

24、 不變 (b) 升高 (c) 降低 (d) 無法判定 答：(c)。壓縮空氣沖出鋼筒時(shí)，筒內(nèi)的氣體對沖出的氣體做功。由于沖出的速度很快，筒內(nèi)氣體來不及從環(huán)境吸熱，相當(dāng)于是個(gè)絕熱過程，所以筒內(nèi)氣體的溫度會下降。3有一真空鋼筒，將閥門打開時(shí)，大氣（視為理想氣體）沖入瓶內(nèi)，此時(shí)瓶內(nèi)氣體的溫度將 （ ）(a) 不變 (b) 升高 (c) 降低 (d) 無法判定 答：(b)?？諝鉀_入鋼筒時(shí)，外面的氣體對沖入鋼筒的氣體做功。由于沖入的速度很快，筒內(nèi)的氣體來不及向環(huán)境放熱，相當(dāng)于是個(gè)絕熱過程，所以筒內(nèi)氣體的溫度會升高。4將1 mol 373 k，標(biāo)準(zhǔn)壓力下的水，分別經(jīng)歷：(1) 等溫、等壓可逆蒸發(fā)，(2) 真

25、空蒸發(fā)，變成373 k，標(biāo)準(zhǔn)壓力下的水氣。這兩種過程的功和熱的關(guān)系為 ( ) (a) w 1 q 2 (b) w 1 w 2 q 1 w 2 q 1 q 2 答：(a)。過程(1)中，系統(tǒng)要對外做功，w 10，而過程（2）是真空蒸發(fā)，w 2=0，所以w 1 q 2。5在一個(gè)密閉絕熱的房間里放置一臺電冰箱，將冰箱門打開，并接通電源使冰箱工作。過一段時(shí)間之后，室內(nèi)的平均氣溫將 ( )(a) 升高 (b) 降低 (c) 不變 (d) 不一定 答：(a)。對冰箱做的電功，全轉(zhuǎn)化為熱釋放在房間內(nèi)。6 凡是在孤立系統(tǒng)中進(jìn)行的過程，其u和h的值一定是 ( ) (a) u 0 ，h 0 (b) u = 0 ，

26、h = 0 (c) u 0 ，h 0，=0 （b） 0，0 （d） 0答：（c）。理想氣體等溫膨脹，體積增加，熵增加，但要從環(huán)境吸熱，故環(huán)境的熵減少。2在絕熱條件下，用大于氣缸內(nèi)的壓力迅速推動活塞壓縮氣體，氣體的熵變：( ) (a) 大于零 (b) 小于零 (c) 等于零 (d) 不能確定 答：(a)。封閉系統(tǒng)的絕熱不可逆過程，熵增加，這就是熵增加原理。因?yàn)闅怏w的體積雖然變小了，但是它的溫度升高了，總的熵一定是增加的。3和在絕熱鋼瓶中反應(yīng)生成水的過程( ) (a) h = 0 (b) u = 0 (c) s = 0 (d) g = 0 答：(b)。因?yàn)殇撈渴呛闳莸?，并與外界無功和熱的交換，所以

27、能量守衡，u = 0。4在273.15 k和101 325 pa條件下，水凝結(jié)為冰，系統(tǒng)的下列熱力學(xué)量中，何者一定為零？ ( )(a) u (b) h (c) s (d) g 答：(d)。等溫、等壓、不作非膨脹功的可逆相變，gibbs自由能等于零。5一定量的理想氣體向真空作絕熱膨脹，體積從變到，則熵變的計(jì)算公式為 （ ）（a） （b）（c） （d）無法計(jì)算答：(b)。雖然真空絕熱膨脹是一個(gè)不可逆過程，但是理想氣體的溫度不變，可以設(shè)計(jì)一個(gè)始、終態(tài)相同的等溫可逆膨脹過程，用（b）式來計(jì)算熵變。6在對和的混合氣體進(jìn)行絕熱可逆壓縮，系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)變化值在下列結(jié)論中正確的是： ( )(a) u = 0

28、 (b) a = 0 (c) s = 0 (d) g = 0 答：(c)。絕熱可逆過程是恒熵過程，由于qr= 0，所以s = 0。7 1 mol 單原子分子理想氣體，溫度由t1變到t2時(shí)，等壓可逆過程，系統(tǒng)的熵變?yōu)?，等容可逆過程，系統(tǒng)的熵變?yōu)?，兩著之比等于? )(a) (b) (c) (d) 答：(d)。等壓、變溫可逆過程，等容、變溫可逆過程，?，F(xiàn)在溫度區(qū)間相同，單原子分子理想氣體的，所以，相當(dāng)于摩爾等壓熱容與摩爾等容熱容之比。8純的在 373 k，的條件下，可逆汽化為同溫同壓的，熱力學(xué)函數(shù)的變量為 u1，h1和 g1；現(xiàn)把純的（溫度、壓力同上），放在373 k 的恒溫真空箱中，控制體積，使

29、系統(tǒng)終態(tài)的蒸氣壓也為，這時(shí)熱力學(xué)函數(shù)變量為u2，h2和 g2。這兩組熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系為： ( ) (a) u1 u2， h1 h2， g1 g2 (b) u1 u2， h1 h2， g1 h2， g1= g2 答：(c)。系統(tǒng)的始態(tài)與終態(tài)都相同，所有熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的變量也都相同，與變化途徑無關(guān)。9 298 k時(shí)，1 mol 理想氣體等溫可逆膨脹，壓力從1 000 kpa變到100 kpa，系統(tǒng)的gibbs自由能的變化值為 ( ) (a) (b) (c) (d) 答：(d)。理想氣體等溫可逆膨脹，10對于不做非膨脹功的隔離系統(tǒng)，熵判據(jù)為： ( ) （a） （b） （c） （d）答：(d)。在不做

30、非膨脹功時(shí)，保持系統(tǒng)的u，v不變，即膨脹功等于零，這就是一個(gè)隔離系統(tǒng)。11甲苯在時(shí)的正常沸點(diǎn)為110，現(xiàn)在將1 mol甲苯放入與110的熱源接觸的真空容器中，控制容器的容積，使甲苯迅速氣化為同溫、同壓的蒸氣。如下描述該過程的熱力學(xué)變量正確的是 （ ）（a） （b）（c） （d）答：(d)。甲苯的始、終態(tài)與等溫、等壓可逆蒸發(fā)的始終態(tài)完全相同，所以狀態(tài)函數(shù)的變化量也相同。對于等溫、等壓可逆相變，。12 某實(shí)際氣體的狀態(tài)方程為，其中為大于零的常數(shù)，該氣體經(jīng)等溫可逆膨脹后，其熱力學(xué)能將 ( ) (a) 不變 (b) 增大 (c) 減少 (d) 不能確定 答：(a)。可以將該實(shí)際氣體的狀態(tài)方程改寫為，與

31、理想氣體的狀態(tài)方程相比，只對體積項(xiàng)進(jìn)行了校正，說明該實(shí)際氣體分子本身所占的體積不能忽略，但對壓力項(xiàng)沒有進(jìn)行校正，說明該氣體分子之間的相互作用可以忽略，這一點(diǎn)與理想氣體相同，所以在膨脹時(shí)，不需克服分子間的引力，所以在等溫膨脹時(shí)，熱力學(xué)能保持不變。這種氣體作絕熱真空膨脹時(shí)，溫度也不會改變。13在封閉系統(tǒng)中，若某過程的，應(yīng)滿足的條件是（ ） （a）等溫、可逆過程 （b）等容、可逆過程 （c）等溫、等壓、可逆過程 （d）等溫、等容、可逆過程答：（a）。在等溫、可逆過程中，helmholtz自由能的變化值就等于對環(huán)境做的最大功，包括膨脹功和非膨脹功，這就是將helmholtz自由能稱為功函的原因。在定義

32、helmholtz自由能時(shí)，只引入了等溫的條件。14 熱力學(xué)第三定律也可以表示為 ( ) (a) 在0 k時(shí)，任何晶體的熵等于零 (b) 在0 k時(shí)，任何完整晶體的熵等于零 (c) 在0 時(shí)，任何晶體的熵等于零 （d）在0 時(shí)，任何完整晶體的熵等于零 答：(b)。完整晶體通常只有一種排列方式，根據(jù)描述熵的本質(zhì)的boltzmann公式，可得到，在0 k時(shí)，完整晶體的，則熵等于零。15純在標(biāo)準(zhǔn)壓力和正常沸點(diǎn)時(shí)，等溫、等壓可逆汽化，則( ) (a) vapu$=vaph$，vapa$=vapg$，vaps$ 0 (b) vapu$vaph$，vapa$ 0 (c) vapu$vaph$，vapa$vapg$，vaps$ 0 (d) vapu$vaph$，vapa$vapg$，vaps$ 0。在正常沸點(diǎn)等溫、等壓可逆汽化時(shí)，vapg$=0，液體等壓變?yōu)闅怏w時(shí)，要對環(huán)境做功，所以vapa$0，vapu$vaph$。16在 -10、101.325kpa下，1mol水凝結(jié)成冰的過程中，下列哪個(gè)公式仍適用 （ ）(a) u = ts (b) (c) h = ts + vp (d) gt,p = 0答：(b)。過冷水結(jié)冰是一個(gè)不可逆過程，但是溫度保持不變，根據(jù)gibbs自由能的定義