材料物理化学材料物理化学 热力学部分习题及解答热力学部分习题及解答武汉科技大学材控系武汉科技大学材控系熊九郎熊九郎20092009年年9 9月月选择题 1. 1.下列陈述中，正确的是：下列陈述中，正确的是： （A A）虽然）虽然Q Q和和WW是过程量，但由于是过程量，但由于QV=QV= U U，QpQp= = H H，而，而U U和和H H是状是状态态函数，所以函数，所以QVQV和和QpQp是状是状态态函函 数。数。 （B B）热热量是由于温度差而量是由于温度差而传递传递 的能量，它的能量，它总总是是倾倾 向于从含向于从含热热量量较较多的高温物体流向含多的高温物体流向含热热量量较较少的少的 低温物体。低温物体。 （C C）封）封闭闭系系统统与与环环境之境之间间交交换换能量的形式非功即能量的形式非功即 热热。 （D D）两物体之）两物体之间间只有存在温差，才可只有存在温差，才可传递传递 能量，能量， 反反过过来系来系统统与与环环境境间发间发 生生热热量量传递传递 后，必然要引后，必然要引 起系起系统统温度温度变变化。化。选择题 2.“2.“压强压强” ”，即物理化学中通常称为，即物理化学中通常称为“ “压力压力” ”的物理量，其量的物理量，其量 纲应该是什么？纲应该是什么？ （A A）动量）动量/ /（面积（面积时间）时间） （B B）力）力/ /（面（面积积时间）时间） （C C）动动能能/ /（面（面积积时间）时间） （D D）加速度）加速度/ /（面（面积积时间）时间） 3. 3.对于理想气体的内能有下述四种理解，其中正确的是？对于理想气体的内能有下述四种理解，其中正确的是？ （A A）状）状态态一定，内能也一定；一定，内能也一定； （B B）对应对应 于某一状于某一状态态的内能是可以直接的内能是可以直接测测定的；定的； （C C）对应对应 于某一状于某一状态态，内能只有一个数，内能只有一个数值值，不可能有两个，不可能有两个 或两个以上的数或两个以上的数值值； （D D）状）状态态改改变时变时 ，内能一定跟着改，内能一定跟着改变变。选择题 4. 4.一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同 时，燃烧等量的燃料，则可逆热力牵引的列车行走时，燃烧等量的燃料，则可逆热力牵引的列车行走 的距离和速度？的距离和速度？ （A A）较长；较快（）较长；较快（B B）较短；较慢（）较短；较慢（C C）较长；较）较长；较 慢（慢（D D）较短；较快）较短；较快 5. 5.在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电 池供电，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今池供电，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今 以水和电阻丝为系统，其余为环境，则有：以水和电阻丝为系统，其余为环境，则有： （A A）Q Q0W0， U0U0 （C C）Q Q00，W=0W=0， U0U0 （D D）Q Q0U0选择题 6. 6.理想气体绝热向真空膨胀理想气体绝热向真空膨胀, ,则则 （A A） S=0S=0，W=0 W=0 （B B） H=0H=0， U=0U=0 （C C） G=0G=0， H=0 H=0 （D D） U=0U=0， G=0G=0 7. 7.求任一不可逆求任一不可逆绝热过绝热过绝热过绝热过 程的程的熵变熵变熵变熵变 ，可以通，可以通 过过过过以下哪个途径求得？以下哪个途径求得？ （A A）始）始终态终态 相同的可逆相同的可逆绝热过绝热过 程，程， （B B）始）始终态终态 相同的可逆等温相同的可逆等温过过程，程， （C C）始）始终态终态 相同的可逆非相同的可逆非绝热过绝热过 程，程， （D D） （B B）和（）和（C C）均可）均可选择题 8. 8.标准大气压、标准大气压、273K273K时，水凝结成冰，可以判断系统的下时，水凝结成冰，可以判断系统的下 列热力学量中何者一定为零？列热力学量中何者一定为零？ （A A） U U （B B） H H （C C） S S （D D） G G 9. 9.在等温等压下进行下列相变在等温等压下进行下列相变 HH2 2O(O(s s，-10-10，p p)= H)= H2 2O(O(l l，-10-10，p p) )在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是 适用的？适用的？ （A A）f f Q/T=Q/T= fufuS S （2 2）Q=Q= fufuH H（C C） H/T= H/T= fufuS S （D D） fufuG G= =最大净功最大净功 10.10.理想气体等温过程的理想气体等温过程的 A A？ （A A） G G （B B） G G （C C）= = G G （D D）不能确定）不能确定计算题1（1）1 mol 水在100，101325Pa 恒压下蒸发为同 温同压下的蒸汽（假设为理想气体）吸热 4067kJmol-1,问：上述过程的Q，W，U，H 值 各为多少？(2)始态同上，当外界压力恒为50kPa 时，将水等温 蒸发，然后将此1 mol,100,50kPa 的水汽等温加 压变为终态(100C，10132Pa)的水气，求此过程总 的Q，W，U 和H。（3）如果将1 mol 水（100，101325kPa）突然 移到恒温100的真空箱中，水汽充满整个真空箱 ，测其压力为101.325 kPa,求过程的Q，W，U 及 H.计算题2在298.15K 的等温情况下，两个瓶子中间有 旋塞连通。开始时，一个瓶中放0.2molO2， 压力为0.2101325Pa，另一个瓶中放 0.8molN2，压力为0.8101325Pa，打开旋塞 后，两气互相混合。计算。（1）终了时瓶 中的压力；（2）混合过程中的Q，W，U ，S，G；（3）如设等温下可逆地使气体 回到原状，计算过程中的Q 和W。作业 将将373K 373K 及及50663Pa 50663Pa 的水蒸气的水蒸气100dm100dm3 3恒温可逆恒温可逆 压缩到压缩到101325Pa101325Pa，再继续在，再继续在101325Pa 101325Pa 下部分下部分 液化到体积为液化到体积为10dm10dm3 3为止（此时气液平衡共存为止（此时气液平衡共存 ）。试计算此过程的）。试计算此过程的Q Q、WW、U U 和和HH。假定。假定 凝结水的体积可忽略不计，水蒸气可视作理想凝结水的体积可忽略不计，水蒸气可视作理想 气体。已知水的气化热为气体。已知水的气化热为2259kJKg2259kJKg-1-1。 甲苯正常沸点（甲苯正常沸点（383K383K）下气化热为）下气化热为3619Jg3619Jg-1-1， 现将现将1mol 1mol 甲苯在甲苯在383K 383K 等温等压完全气化，求等温等压完全气化，求 该过程该过程Q Q，WW；并求甲苯的；并求甲苯的U Umm，H Hmm， S Smm，A Amm，G Gmm。若甲苯向真空气化（终。若甲苯向真空气化（终 态同上），上述各量又是什么？（甲苯的分子态同上），上述各量又是什么？（甲苯的分子 量为量为9292）