热力学第一定律复习题(13-10).doc

第二章热力学第一定律
热(Q)：系统与环境间由于温差而交换的能量。是物质分子无序运动的结果。是过程量。
功(W)：除热以外的、在系统与环境间交换的所有其它形式的能量。是物质分子有序运动的结果，是过程量。
热力学能(U)：又称为内能，是系统内部能量的总和。是状态函数，且为广度量，但绝对值不知道。
热力学第一定律数学表达式：△U=Q+W，在封闭系统、W=0、恒容条件下，△U=QV。
焓函数(H)：H≡U+pV,是状态函数，且为广度量，但绝对值不知道。在封闭系统、W=0、恒压条件下，△H=Qp。
热力学第
一定律及
焓函数
系统状态变化时，计算系统与环境间交换的能量
状态变化
及过程
溶解及混合
化学变化
相变化
单纯的pTV变化
恒容过程(V始=V终)
恒温过程(T始=T终=T环)
恒压过程(p始=p终=p环)
绝热过程(Q=0)
节流过程(H=0，Q＝0)
系统及
状态
环境：在系统以外与系统密切相关部分
系统：隔离系统；封闭系统；敞开系统
状态及
状态函数
状态：系统的所有物理性质和化学性质的综合体现
类型：广度量；强度量
特性：①改变值只与始、末态有关而与具体途径无关；
②不同状态间的改变值具有加和性。
即殊途同归，值变相等；周而复始，其值不变。
状态函数
(热力学性质)
热力学平衡：热平衡；力学平衡；相平衡；化学平衡
溶解焓及混合焓：标准摩尔溶解焓、稀释焓、混合焓的定义及计算。
系统与环境
间交换能量
的计算(封闭
系统，W=0)
简单的pTV变化
理想气体(IG)系统：
理想气体
恒温过程
焦尔实验：(1)结论：(∂U/∂V)T=0;(2)推论：UIG=f(T);HIG=g(T)
△U=△H=0;W=-Q=(可逆)
恒容过程：W=0；QV=△U=
绝热过程：Q=0；△U=W
不可逆（恒外压）：nCV,m(T2-T1)=-p2(V2-V1)
可逆：
Qp=△H=W=-p外(V2-V1)；
△U=△H-p△V(常压下，凝聚相：W≈0；△U≈△H)
恒压过程：
节流膨胀：Q=0；△H=0；J-T=(dT/dp)H=0T不变(例如理想气体)
<0致热
>0致冷
相变化
△U=△H－p△V
Qp=△H;W=-p△V
≈0，△U≈△H(常压下凝聚态间相变化)
=-nRT(气相视为IG)
相变焓与温度关系：
化学变化
摩尔反应焓的定义：△rHm=△rH/△
恒压反应热与恒容反应热的关系：Qp=QV+∑νB(g)RT
标准摩尔反应焓的计算：
反应进度定义、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的定义。
基希霍夫公式：

1.当理想气体冲入一真空绝热容器后，其温度将
(a)升高(b)降低
(c)不变(d)难以确定

(答案)c(△U=Q+W,∵p外=0,∴W=0,又∵绝热，∴Ｑ＝０，所以△U＝０)
因为是真空故不做功，又因为是绝热故无热交换，故△U＝0。温度不变。

2.当热力学第一定律写成dU=δQ–pdV时，它适用于
(a).理想气体的可逆过程(b).封闭体系的任一过程
(c).封闭体系只做体积功过程(d).封闭体系的定压过程

(答案)c(W=W体+W非，当W非=0时，W体=-pdV)

3．对热力学可逆过程，下列说法中正确的是
(a)过程进行的速度无限慢(b)没有功的损失
(c)系统和环境可同时复原(d)不需环境做功

（答案)c
可逆过程：
体系经过某一过程从状态（1）变到状态（2）之后，如果能够使体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，则该过程称为热力学可逆过程。否则为不可逆过程
特征：
①状态变化时推动力与阻力相差无限小，体系与环境始终无限接近于平衡态；
②过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个方向到达；
③体系变化一个循环后，体系和环境均恢复原态，变化过程中无任何耗散效应；
④等温可逆过程中，体系对环境作最大功，环境对体系作最小功。
⑤在可逆过程中，由于状态变化时推动力与阻力相差无限小，所以完成过程所需的时间为无限长。

4．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值
(a)Q(b)Q+W
(c)W(当Q=0时)(d)Q(当W=0时)

(答案)a(△U=Q+W)

5．对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是
(a)W=0(b)Q=0
(c)ΔU=0(d)ΔH=0

(答案)d(孤立体系？△U=Q+W)

6．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是
(a)体系处于一定的状态，具有一定的内能
(b)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值
(c)状态发生变化，内能也一定跟着变化
(d)对应于一个内能值，可以有多个状态

(答案)c（理想气体等温过程，△U，即内能不变；绝