山东第一医科大学（山东省医学科学院）：《物理化学》课程习题解答（打印版）01－热力学第一定律

@秦山医学院 省级精品课程申报 物理化学 第一章 ieal Chemas 热力学第一定律 首页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 例1-1 某会场开会有1000人参加，若每人平均每小时向周国散发出400k的热量。试求： ()如采以礼堂中空气和椅子等为系统，刚在开会时的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：()开会30分钟时产生的热量为： Q=1040m*0×8-20100 此为恒客系统，故W=0 根据热力学第一定律： 4U=0+m=2.0×10) (2)因为此为孤立系统，所以：△U=0 例1-2 mo1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40.00dm (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0.承、△U和△H 解：(1)自由膨张过程，W=-P.化-上)=0×(，-K)=0 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的西数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以： △U=△1=D-0 Q=△U-W=0

国融区学院 省级精品课程申报 (2)因为理想气体等温过程，所以：△U-△0 -a2=-2831429h8 =-4860J 15.00 0=-W=4860J (3)同理，△U=△H-0 W=-P.化2-y)=-100000×(40.00-15.00)x10-3=-2500 Q=-W=2500J 例13 具有无擦活塞的绝热气缸内有5m0l双原子理想气体，压力为1013.25kP,温度为298.2K (1)若该气体绝热可逆膨胀至101.325Pa,计算系统所做的功. (2)若外压从1013.25kPa聚减至101.325kPa,系统膨张所做的功为多少？ 解：)Cn=R,C,n=子R,7=Ca/C,a=14 TIp-=K.T:=Tp:7/ T2=(2984×10-0+x10+y14=154.4K 绝热2=0，W=AU=nC,m(T-T) =5×3×8.314x0544-298.2)-1494 (2)对抗恒定外压101.325kPa绝热膨胀，Q=0,W=△U 4U=mCaG-T)=5x3×8314×亿-298,2) T2=221.5K W=-5×8314x2215-2983)=-7.97 学生自测题

○秦山医学院 省级精品课程申报 一、填空题 1、系统的性质分为 和 2、在一个绝热箱内装有浓H$0,和水，开始时中间用隔膜分开，然后弄破隔膜，使浓HS0,和水混 合。若以浓HSO:和水为系统，则W 0,0,40 0. 3、一理想气体反抗外压100kP阳作等温膨账，则W0,0。 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周态冰融化为水，则其P0,0, △U0,△H0 二、选样题 【、下列叙述中不属于状念函数特征的是 A系统变化时，状态函数的改变值只山系统的始、终念决定 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,△H值应该是 A△H=-250kJB△H=250kJC△H<-250kJD不能确定 3、理想气体向真空膨张，其体积从V,增大到V,则体系做功为 A WV-0 B W-0 C W<0 DW=-nkrh号 4、一封闭体系，当状念从A到B发生变化时，经历两条任意的个同途径，则 AQ=Q2,=形 B Q+W:=Q:+W: C AU=0 D2=-W,2=一形2 5、理想气体的Cpm与Cm之间的关系是 BCnn<Cym C Comi=CmD两者之间无一定的关系 三、判断题 1、状态函数改变后，状态一定改变： 2、一个绝热的性容器一定是个孤立系统： 3、孤立系统内发生的一切变化过程，其△U必定为零： 3

@泰山医学院 省级精品课程申报 4、一定量的理想气体反抗一大气压作绝热膨胀，则△H=9。=0: 5、理想气体绝热变化过程中W可=C,△T,W=C,△T,所以W逆=不 6、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△U、Q、W为正？为负？或为零？ 2、可逆过程有何特点？ 3、如果在立系统中发生一个变化过程，△U及△H是杏一定为零？ 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 能杏使室内温度下降？为什么？ 5,分别判断下列各过程中的Q、P、△U和△H为正、为负还是为零？ ()理想气体自山膨张： (2)理想气体恒温可逆膨张 (3)理想气体节流膨张： (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 一，填空题答案 1、强度性质，广度性质 2、=,=,= 3、,>,>,> 二、选择题斧案 1、D2、A3.B4、C5、A 三、判断题答案 4

泰山医学院 Taishan Medical University 省级精品课程申报 1、对2、错3、对4、错5、错6、错。 四、问答题答案 1、答：以全部气体为系统，经过所指定的过程，系统既没有对外作功，也无热传递。所以W、Q和△U 均为零。 2、答：可逆过程有三个特点：(1)系统从始念到终态，过程是以无限接近平衡状念下进行的：(2)循 与过程原来途径相反方向进行，系统与环境完全恢复原来状念：(3)在可逆过程中，系统做最大功。 3、答：孤立系统的热力学能不可能变化，故△U一定为零。但有无焓的变化，要具体计算： △H=△U+△(p)=V△p,故孤立系统中只要有压力变化，就有焓变。 4、答：不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。 5、答：(1)因为p。=0,所以W=0:又因为Q=0,所以△U=△H=0。 (2)因为理想气体恒温可逆膨胀，所以AU=0,△H=0,而W0。 (3)因为△T=0,所以△U=△H=0:又因为绝热Q-0,所以W=0. (4)因为绝热Q=0:W=一p△V,△V>0,故W0。 (6)W=-p.△V=-P。(W-),因为冰的体积大于水的体积，即V,所以W<0:又因为水凝固 放热，故Q<0:则△U=Q+W<0;△H=Q<0