第二章熱力學(xué)第一定律練習(xí)題及解答

1、第二章熱力學(xué)第一定律一、思考題1.判斷下列說法是否正確，并簡述判斷的依據(jù)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。答：是對的。因為狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)。（2）狀態(tài)改變后，狀態(tài)函數(shù)一定都改變。答：是錯的。因為只要有一個狀態(tài)函數(shù)變了，狀態(tài)也就變了，但并不是所有的狀態(tài)函數(shù)都得變。（3）因為ΔU=QV，ΔH=Qp，所以QV，Qp是特定條件下的狀態(tài)函數(shù)這種說法對嗎？答：是錯的。?

2、U，?H本身不是狀態(tài)函數(shù)，僅是狀態(tài)函數(shù)的變量，只有在特定條件下與QV，Qp的數(shù)值相等，所以QV，Qp不是狀態(tài)函數(shù)。（4）根據(jù)熱力學(xué)第一定律，因為能量不會無中生有，所以一個系統(tǒng)如要對外做功，必須從外界吸收熱量。答：是錯的。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，它不僅說明熱力學(xué)能（ΔU）、熱（Q）UQW???和功（W）之間可以轉(zhuǎn)化，有表述了它們轉(zhuǎn)化是的定量關(guān)系，即能量守恒定律。所以功的轉(zhuǎn)化形式不僅有熱，也可轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能系。（5）在等壓下，用機械攪拌某絕熱容

3、器中的液體，是液體的溫度上升，這時ΔH=Qp=0答：是錯的。這雖然是一個等壓過程，而此過程存在機械功，即Wf≠0，所以ΔH≠Q(mào)p。（6）某一化學(xué)反應(yīng)在燒杯中進行，熱效應(yīng)為Q1，焓變?yōu)棣1。如將化學(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)形同，這時熱效應(yīng)為Q2，焓變?yōu)棣2，則ΔH1=ΔH2。答：是對的。Q是非狀態(tài)函數(shù)，由于經(jīng)過的途徑不同，則Q值不同，焓（H）是狀態(tài)函數(shù)，只要始終態(tài)相同，不考慮所經(jīng)過的過程，則兩焓變

4、值?H1和?H2相等。2.回答下列問題，并說明原因回答下列問題，并說明原因（1）可逆熱機的效率最高，在其它條件相同的前提下，用可逆熱機去牽引貨車，能否使火車的速度加快？答？不能。熱機效率是指從高溫?zé)嵩此盏臒嶙畲蟮霓D(zhuǎn)換成對環(huán)境所做的功。hQW???（2）式適用于不作非膨脹功的等容過程。（3）式適用于理想氣體不作非膨脹功的等溫可逆過程。5.用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學(xué)能和焓的變化值。用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力

5、學(xué)能和焓的變化值。第一定律數(shù)學(xué)表示式為ΔU=QW。（1）理想氣體自由膨脹（2）vanderWaals氣體等溫自由膨脹（3）Zn（s）2HCl（l）=ZnCl2H2（g）進行非絕熱等壓反應(yīng)（4）H2（g）Cl2（g）=2HCl（g）在絕熱鋼瓶中進行（5）常溫、常壓下水結(jié)成冰（273.15K，101.325kPa）答：（1）W=0因為自由膨脹外壓為零。Q=0理想氣體分子間沒有引力。體積增大分子間勢能不增加，保持溫度不變，不必從環(huán)境吸熱。?U

6、=0因為溫度不變，理想氣體的熱力學(xué)能僅是溫度的函數(shù)。?H=0因為溫度不變，理想氣體的焓也僅是溫度的函數(shù)。（2）W=0因為自由膨脹外壓為零。Q?0范氐氣體分子間有引力。體積增大分子間勢能增加，為了保持溫度不變，必須從環(huán)境吸熱。?U?0因為從環(huán)境所吸的熱使系統(tǒng)的熱力學(xué)能增加。?H?0根據(jù)焓的定義式可判斷，系統(tǒng)的熱力學(xué)能增加，焓值也增加。（3）W?0放出的氫氣推動活塞，系統(tǒng)克服外壓對環(huán)境作功。Q?0反應(yīng)是放熱反應(yīng)。?U?0系統(tǒng)既放熱又對外作功