热力学基础思考题-答案.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,热力学基础思考题,当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。,第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程,U,=0,，,H,=0,。,体积是广度性质的状态函数；在有过剩,NaCl(s),存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和,NaCl,的总量成正比。,错，均相系统的,V,才与总物质的量成正比。,一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。,错，理想气体的,U,=,f,(,T,),，,U,与,T,不是独立变量。,系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。,错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。,从同一始态经不同的过程到达同一终态，则,Q,和,W,的值一般不同，,Q,+,W,的值一般也不相同。,第一个结论正确，第二个结论错。,因,Q,P,=,H,，,Q,V,=,U,，所以,Q,P,与,Q,V,都是状态函数,错，,Q,V,、,Q,p,是状态变化的量、不是由状态决定的量。,对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。,对。,1mol,，,80.1,、,101.325kPa,的液态苯向真空蒸发为,80.1,、,101.325kPa,的气态苯。已知该过程的焓变为,30.87kJ,，所以此过程的,Q,=30.87kJ,。,错，该过程的,p,环,=0,，不是恒压过程。,因焓是温度、压力的函数，即,H,=,f,(,T,p,),，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于,d,T,=0,，,d,p,=0,，故可得,H,=0,。,错，,H,=,f,(,T,p,),只对组成不变的均相封闭系统成立。,因,Q,p,=,H,，,Q,V,=,U,，所以,Q,p,-,Q,V,=,H,-,U,=,(,p,V)=-,W,。,错，,(,pV,),是状态函数的增量，与途径无关，也不等于功。,卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。,错，环境并没有复原。,一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。,错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。,若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。,错，若有外摩擦力,(,广义,),存在，则不可逆。,气体经绝热自由膨胀后，因,Q,=0,，,W,=0,，所以,U,=0,，气体温度不变。,错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。,(,U,/,V,),T,=0,的气体一定是理想气体。,错，该条件对服从,pV,m,=,RT,+,bp,的气体也成立。,若规定温度,T,时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。,错，,U,=,H,-,pV,。,一定量的理想气体由,0,、,200kPa,的始态反抗恒定外压,(,p,环,=100kPa),绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。,错，该过程不是可逆过程。,在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体使其温度上升，则,H,=,Q,p,=0,。,错，机械搅拌时,W,0,。,对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，,W,R,=,U,=n,C,V,m,T,，,W,Ir,=,U,=n,C,V,m,T,，所以,W,R,=,W,Ir,。,错，两个过程的,T,不同。,自然界发生的过程一定是不可逆过程。,对。,熵增加的过程一定是自发过程。,错，理想气体的等温可逆膨胀,S,0,。,绝热可逆过程的,S,=0,，绝热不可逆膨胀过程的,S,0,，绝热不可逆压缩过程的,S,0,。,错。,理想气体经等温膨胀后，由于,U,=0,，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗,?,不矛盾，因气体的状态变化了。,自发过程的熵变,S,0,。,错，如过冷水结冰。,当系统向环境传热时,(,Q,0,，所以该过程为自发过程。,错。未计算环境的熵变；,自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。,错，如过冷水结冰，,S,0,，混乱度减小,。,吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。,错，必须在等温、等压，,W,=0,的条件下才有此结论。,在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。,错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。,系统由,V,1,膨胀到,V,2,，其中经过可逆途径时做的功最多。,错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。,过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得,G,=0,。,错，不满足均相系统这一条件。,理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以,-,p,d,V,=0,，此过程温度不变，,U,=0,，代入热力学基本方程,d,U,=,T,d,S,-,p,d,V,，因而可得,d,S,=0,，为恒熵过程。,错，不可逆过程中,W,-,p,d,V,。,指出下列各过程中，物系的,U,、,H,、,S,、,A,、,G,中何者为零？,理想气体自由膨胀过程；,(1),U,=,H,=0,；,实际气体节流膨胀过程；,(2),H,=0,；,理想气体由,(,p,1,T,1,),状态绝热可逆变化到,(,p,2,T,2,),状态；,(3),S,=0,；,H,2,和,Cl,2,在刚性绝热的容器中反应生成,HCl,；,(4),U,=0,；,0,、,p,时，水结成冰的相变过程；,(5),G,=0,；,理想气体卡诺循环。,(6),U,、,H,、,S,、,A,、,G,都为,0,。,a,mol A,与,b,mol B,的理想气体，分别处于,(,T,V,p,A,),与,(,T,V,p,B,),的状态，等温等容混合为,(,T,V,p,),状态，那么,U,、,H,、,S,、,A,、,G,何者大于零，小于零，等于零？,U,、,H,、,S,、,A,、,G,均为,0,；,在同一稀溶液中组分,B,的浓度可用,x,B,、,m,B,、,c,B,表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。,错，化学势与标准态、浓标的选择无关。,水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。,错，当溶质不挥发时才一定成立。,纯物质的熔点一定随压力升高而增加，蒸气压一定随温度的增加而增加，沸点一定随压力的升高而升高。,第一个结论错，如水的熔点随压力增大而降低。后两个结论都正确。,在,298K,时,0.01mol,kg-1,的蔗糖水溶液的渗透压与,0.01mol,kg-1,的食盐水的渗透压相同。,错，食盐因电离；溶液中粒子数多，渗透压大。,物质,B,在,相和,相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。,错，相变的方向是以化学势的大小而不是以浓度的大小来判断。达平衡时，两相的浓度一般不相等。,在相平衡系统中，当物质,B,在其中一相达到饱和时，则其在所有相中都达到饱和。,对，因平衡时，同一物质在各相中的化学势相等。,