热力学 习题答案
热力学习题答案 Final approval draft on November 22, 2020
第9章热力学基础
一. 基本要求
1. 理解平衡态、准静态过程的概念。
2. 掌握内能、功和热量的概念。
3. 掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。
4. 掌握循环及卡诺循环的概念，能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。
5. 了解可逆过程与不可逆过程的概念。
6. 解热力学第二定律的两种表述，了解两种表述的等价性。
7. 理解熵的概念，了解热力学第二定律的统计意义及无序性。
二. 内容提要
1. 内能功热量
内能从热力学观点来看，内能是系统的态函数，它由系统的态参量单值决定。对于理想气体，其内能E仅为温度T的函数，即
当温度变化ΔT时，内能的变化
功 热学中的功与力学中的功在概念上没有差别，但热学中的作功过程必有系统边界的移动。在热学中，功是过程量，在过程初、末状态相同的情况下，过程不同，系统作的功A 也不相同。
系统膨胀作功的一般算式为
在p —V 图上，系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。
热量 热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。热量也是过程量，其大小不仅与过程、的初、末状态有关，而且也与系统所经历的过程有关。
2. 热力学第一定律 系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外作功，即
热力学第一定律的微分式为
3. 热力学第一定律的应用——几种过程的A 、Q 、ΔE 的计算公式
（1）等体过程 体积不变的过程，其特征是体积V =常量；其过程方程为
在等体过程中，系统不对外作功，即0=V A 。等体过程中系统吸收的热量与系统内 能的增量相等，即
(2) 等压过程 压强不变的过程，其特点是压强p =常量；过程方程为
在等压过程中，系统对外做的功
系统吸收的热量 )(12T T C M M
Q P mol
P -=
式中R C C V P +=为等压摩尔热容。
（3）等温过程 温度不变的过程，其特点是温度T =常量；其过程方程为
pV =常量
在等温过程中，系统内能无变化，即
（4）绝热过程 不与外界交换热量的过程，其特点是dQ=0，其过程方程
pV γ=常量
在绝热过程中，系统对外做的功等于系统内能的减少，即
7. 循环过程 系统从某一状态出发，经过一系列状态变化后又回到了初始状态的整个变化过程。其特点是内能变化为零，即
在循环过程中，系统吸收的净热量（吸收热量1Q 与放出热量2Q 之差。注意这里及以后的2Q 均指绝对值）与系统对外做的净功（系统对外作的功1A 与外界对系统作的功2A 之差）相等，即
若循环沿过程曲线的顺时针方向进行(称为热循环)，则其效率
8. 卡诺循环 由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环，其效率
习 题
9-1有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的温度和压强都相等，现将5J 的热量都传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是：
（A）6J （B）5J （C） 3J （D） 2J [ ] 9-2一定量的某种理想气体起使温度为T，体积为V，该气体在下面循环过程中经过下列三个平衡过程：（1）绝热膨胀到体积为2V，（2）等容变化使温度恢复为T，（3）等温压缩到原来体积V，则此整个循环过程中
（A）气体向外界放热。（B）气体对外作正功。
（C）气体内能增加。（D）气体内能减少。 [ ] 9-3 一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J，则经历acbda过程时吸热为（A）-1200J （B）-1000J
（C）-700J （D）
[ ]
9-4一定质量的理想气体完成一个循环过程，此过程在V—T图中用图线1→2→3→1描写，该气体在循环过程中吸热、放热的情况是（A）在1→2、3→1过程吸热，在2→3过程放热。
（B）在2→3过程吸热，在1→2，3→1过程放热。
（C）在1→2过程吸热，在2→3，3→1过程放热。
（D ）在2→3，3→1过程吸热，在1→2过程放热。 [ ]
9-5一定量的理想气体分别由初态a 经1过程ab 和由初态a ′ 经2过程a ′cb 到达相同的终状态b ，如P —T 图所示，则两过程中气体从外界吸收的热量Q 1、Q 2的关系为
（Ａ）Q 1＜0，Q 1＞Q 2 （B ）Q 1 ＞0，Q 1＞Q 2
（C ）Q 1＜0，Q 1＜Q 2 （D ）Q 1＞0，Q 1＜Q 2 ［ ］
9-8设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的
（A ）n 倍 （B ）n -1倍 （C ）n
1倍 （D ）n
n 1+倍 ［ ］
9-10如图所示的两个卡诺循环，第一个沿A 、B 、C 、D 、A 进行，第二个沿A 、B 、C /、D 、A 进行，这两个循环的效率1和
2
的关系及这两个循环所作的净功A 1和A 2
的关系是
（A ）1=2，A 1=A 2
（B ）1＞2，A 1=A 2
（C ）1=2，A １＞A 2
（D ）1=2，A １＜A 2 ［ ］
9-14 一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的abc 过程，（图中虚线ac 为等温线），和图（2）所示的def 过程（图中虚线df 为绝热线）。判断这两种过程是吸热还是放热
（A ）abc 过程吸热，def 过程放热
（B ）abc 过程放热，def 过程吸热
（C ）abc 过程和def 过程都吸热
（D ）abc 过程和def 过程都放热 ［ ］
9-15一定量的理想气体，从P—V图上初态a
经历(1)或(2)过程到达末态b，已知a、b两态处于
同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，问两过程中
气体吸热还是放热
（A）（1）过程吸热、（2）过程放热。
（B）（1）过程放热、（2）过程吸热。
（C）两种过程都吸热。
（D）两种过程都放热。［］
9-16对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比A/Q等于
（A）1/3 （B）1/4 （C）2/5 （D）2/7 ［］9-18理想气体在卡诺循环过程的两
条绝热线下的面积大小（图中阴影部
分）分别为S
1和S
2
，则二者的大小关系
是：
（A）S
1 S
2
（B）S
1= S
2
（C）S
1 S
2
（D）不能确定［］
9-22一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J，气体升温1K，此过程中气体内能增量为，外界传给气体的热量
为。
9-24一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J，若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热 J；若为双原子分子气体，则需吸热
J。
9-29刚性双原子分子理想气体在等压下膨胀所作的功为A，则传给气体的热量
为。
9-32 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在状态A的温度
T
A
=300K，求
（1）气体在状态B、C的温度；
（2）各过程中气体对外所作的功；
（3）经过整个循环过程，气体从外界
吸收的总热量（各过程吸热的代数和）。
9-33如图所示，abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程，求：
（1）气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；
（2）气体循环一次对外作的净功；
（3）证明T a T c =T b T d 。
9-34一定量的单原子分子理想气体，从A 态出发经等压过程膨胀到B 态，又经绝热过程膨胀到C
功，内能的增量以及吸收的热量。
9-36一定量的理想气体，从P —V 上同一初态A 图所示，其中A →C 是绝热过程，问
（1）在A →B 什么
（2）在A →D 什么
9-37 压强、体积、温度分别为Pa P 60102.1⨯=，
3301031.8m V -⨯=，T 0=300K ，的状态，后经过一等容过程，温度升高到T 1=450K ，再经过
一等温过程，压强降到P=P 0的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容与等容摩尔热容之比
3
5=
V
p C C 。求：（1）该理想气体的等压摩尔热容C P 和等容摩尔热容C V 。
(2）气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。
9-39一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的气缸里，此汽缸有可活动的活塞（活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气）。已知气体的初压强P 1=1atm ，体积V 1=1L ，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等容下加热，到压强为原来的两倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，试求：
（1）在p —V 图上将整个过程表示出来。
（2）在整个过程中气体内能的改变。
（3）在整个过程中气体所吸收的热量。
（4）在整个过程中气体所做的功。
9-40一定量的理想气体，由状态a 经b 到达c 。（如图，abc 为一直线）求此过程中
（1）气体对外作的功。
（2）气体内能的增量。
（3）气体吸收的热量。
9-47 在-热力学中做功和“传递热量”
有本质的区别，“作功” 是通过
来完成的；“传递热量” 是通过来完成的。
9-48 如图所示，理想气体从状态A
出发经ABCDA 循环过程，回到初态A 点，则循环过程中气体净吸的热量为 。
答
案
9-1 （C ） 9-2 （A ） 9-3 （B ）（C ） 9-5 （B ） 9-8（C ）
9-10 （D ） 9-14 （A ） 9-15（B ） 9-16 （D ） 9-18 （B ）
9-22 ； 9-24 500； 700 9-29 2
A 7
9-32 T C =100K ；T B =300K ；AB ：400J ；BC ：-200J ；CA ：0 ；200J
9-33 800J ；100J 9-34 5109.14⨯=A J ；ΔE=0；5109.14⨯=Q J
9-36 AB 过程中气体放热，AD 过程中气体吸热 9-37 R 2
5；R 2
3；41035.1⨯J
9-39 （图略）E=0；2106.5⨯=Q J ；2106.5⨯==Q A J
9-40 A= ；E=0 ；Q=
9-47 宏观位移；分子间相互作用。 9-48 16208J
热学（第8、9章）自测题
一、 选择题：
6.（本题3分）
用公式T C E V ∆=∆ν（式中V C 为定容摩尔热容，视为常量，ν为气体摩尔数）计算理性气体内能增量时，此式
（A ）只适用于准静态的等容过程。 (B) 只适用于一切等容过程。
(C) 只适用于准静态过程。 (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程。 ［ ］
7.（本题3分）
如图， bca 为理性气体绝热过程，b1a 和b2a 是任意过程，则上述两过程种气体做功与吸收热量的情况是：
（A ） b1a 过程放热，做负功；b2a 过程放
c 2
1
热，做负功。
(B) b1a过程吸热，做负功；b2a 过程放热，做负功。
(C) b1a过程吸热，做正功；b2a 过程吸热，做负功。
(D) b1a过程放热，做正功；b2a 过程吸热，做正功。 [ ]
8. （本题3分）
一定量的理性气体经历acb过程吸热500J，则经历acbda过程时，吸热为
（A）-1200J (B) -700J
(C) -400J (D) 700J
9.（本题3分）
在一密封容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态，A种气体的分子数密
度为n
1，它产生的压强为P
1
，B种气体的分子数密度为2n
1
，C种气体的分子数密度为
3n
1
，则混合气体的压强P为
（A）3P
1（B）4 P
1
（C）5P
1
（D）6 P
1
[ ]
二、填空题
11.（本题3分）
有两瓶气体, 一瓶是氢气、一瓶是氦气(均视为刚性分子理想气体),若它们的压强、体积、温度均相同，则氢气的内能是氦气的倍.
一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 ，而随时间不断变化的微观量是 。
14.（本题4分）
现有两条气体分子速率分布曲线（1）（2），如图所示。
若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布，则曲线 表示气体的温度较高。
若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧
气的速率分布，则曲线 表示的是氧气的速率分布。
16. （本题4分）
常温常压下，一定量的某种理想气体，(可视为刚性分子自由度为i)在等压过程中吸热为Q ，对外做功为A ，内能增加为△E ，则
=Q A ，=∆Q
E 。 三、计算题
17.（本题5分）
为了使刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功2J ，必须传给气体多少热量
一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强为Pa 100.150⨯=p 、体积为
330m 104-⨯=V 、温度为K 3000=T 的初态。后经等压过程膨胀温度上升到K 4501=T ，再
经绝热过程温度降回到K T 3002=。求气体在整个过程中对外所作的功。
四、问答题
22.（本题5分）
设有一恒温的容器，其内储有某种理想气体，若容器发生缓慢漏气，问
( l ）气体的压强是否变化为什么
( 2 ）容器内气体分子的平均平动动能是否变化为什么
( 3 ）气体的内能是否变化为什么
23. （本题5分）
摩尔数相同的氦气和氮气(视为理想气体)，从相同的初状态(即p 、V 、T 相同)开始作
等压膨胀到同一末状态．下列有关说法有无错误如有错误请改正．
1．对外所作的功相同；
2．从外界吸收的热量相同；
3．气体分子平均速率的增量相同．
热力学基础计算题答案
《热力学基础》计算题答案全 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R ＝8.31 1--??K mol J 1，ln 3=1.0986) (1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？ 解：(1) 等温过程气体对外作功为 ? ?== = 333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 RT V p 1 311131001--=--= --γγγ γ 2分 ＝2.20×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量?E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A →B ： ))((2 1 1A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=??C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =??C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 3. 0.02 kg 的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(1) 体
热力学习题与答案(原件)
材料热力学习题 1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P P S T V )()( ??-=??。 答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δW dS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdV dH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdT dG 是全微分，因此有： T P P T P S T V ，P T G T P G ，T V P G T P T G P S T G P T P G )()()()()()(2222??-=?????=?????=????=?????-=????=???因此有又而 2、论述： 试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。（假设两固相具有相同的晶体结构）。 由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。在低温T 3，固相α的自由能总是比 液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。
3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。 第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即： α→β+ α1 α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为 ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。 图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动 力。 4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1 （即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。（利用Sterling近似方 程Ln(N!)=NLnN-N，已知玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K，阿佛加德罗常数 N=6.02×10-23/mol，气体状态方程常数R=8.31J/（mol·K））。 答：对于FeCoNiCuCrAl，该合金为6组元的等摩尔合金，N=6n，其中N为合金的总 原子个数，n为每组元的原子个数。 合金的组态熵为： ΔS=S-KLn(1)=S 所以，FeCoNiCuCrAl的摩尔组态熵为14.89.
化工热力学课后习题答案
习题 第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。( 错。 和，如一 体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度 的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， ，，，故体系将在T ，2V ，状态下 达到平衡， ， ， ） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 封闭体系中有两个相 。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则 两个相都等价于均相封闭体系。（对） 4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程 P =P (T ，V )的自变量中只有一个强度 性 质，所以，这与相律有矛盾。（错。V 也是强度性质） 7. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终 态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的 ；同样，对于初、终态压力相等的过程有 。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中 ），而一位学生认 为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。(错。) 9. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 10. 自变量与独立变量是不可能相同的。（错。有时可以一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
热力学课后习题答案
1-2 因为容器内压力P=0.2 bar=2*Pa，所以∣△P∣=∣20000-100000∣=8*Pa 所以读数为8*Pa 1-6 设烟气的绝对压力为P1 ∵P1+ρgh=Po ,又∵h=L*=0.1m,∴P1= Po-800*9.8*0.1=745*133.3-784=98524.5 Pa ∴烟气的绝对压力为98524.5 Pa,真空度为Po- P1=784 Pa。 1-13 ⑴当B容器内的压力大于大气压时 +ρgh=1.01*+13.95**9.81*0.2=1.28*Pa 又∵=+1.4*=2.68*Pa ⑵当容器内的压力小于大气压时 -ρgh=1.01*-13.95**9.81*0.2=73.63*Pa =+1.4*=2.136*
2-1 解：为了维持车间内温度不变，必须满足能量平衡，即： 所以有 2-5 解：有能量平衡方程： 即有： 2-6 解：未拿重物前，由力的平衡方程有： 拿开重物后，同样由力的平衡方程有： 分别求得P1,P2,根据理想气体状态方程pV=mRgT，应有 由V1=0.001,求得P1=297kPa，P2=197kPa，V2=0.0015
空气吸收的热量全部用于对外做功，即有 2-9 解：视汽轮机为稳态稳流装置，则能量方程为： (1)单位质量蒸汽流经汽轮机对外输出的功为： (2)不计进出口动能的变化，汽轮机输出功将减小 输出功相对变化值 (3)不计进出口位能差，输出功将增大 输出功相对变化值
(4)不计散热损失，输出功将增大 (5) 2-10 解：取图中所示设备为控制容积，这是稳定流动过程。 于是，有 , 而由题意，有 所以， 即, 所以，
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题 一、单选题 1) 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：( ) A. W =0，Q <0，U <0 B. W <0，Q <0，U >0 C. W <0，Q <0，U >0 D. W <0，Q =0，U >0 2) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后: ( ) A. Q＝0, W ＝0, U ＝0 B. Q＝0, W <0, U >0 C. Q >0, W <0, U >0 D. U ＝0, Q＝W0
3）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( ) A. (U/T)V＝0 B. (U/V)T＝0 C. (H/p)T＝0 D. (U/p)T＝0 4）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其U 和H 的值一定是：( ) A. U >0, H >0 B. U ＝0, H＝0 C. U <0, H <0 D. U ＝0，H 大于、小于或等于零不能确定。 5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( ) A. Q >0, H＝0, p < 0 B. Q＝0, H <0, p >0 C. Q＝0, H ＝0, p <0 D. Q <0, H ＝0, p <0 6）如图，叙述不正确的是：( ) A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 B.H1表示无限稀释积分溶解热 C.H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 7）H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的膨胀到 B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K， ) 8) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。( ) A. V1 < V2 B. V1 = V2 C. V1 > V2 D. 无法确定
工程热力学习题集及答案
工程热力学习题集及答案 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。 2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内 的绝对压力为 54kpa 。 5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 效应的过程是可逆过 程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三 区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸 气、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分 压力越 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、 少） 8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 等于零 为可逆循环。 9．熵流是由 与外界热交换 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 12．绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 两 个相互独立的 状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器 内的绝对压力为 173a KP 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为 可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。 17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。（填 大、小） 18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 小于零 为不可逆循环。 19．熵产是由 不可逆因素 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。 21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。 22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。
工程热力学例题答案解
例1:如图，已知大气压p b=101325Pa，U型管内汞柱高度差H=300mm，气体表B读数为0.2543MPa，求：A室压力p A及气压表A的读数p e,A 。 解： 强调： P b是测压仪表所在环境压力 例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa（和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f（v）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。 解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其，所以关键在于求出p~f（v） 6 101325Pa0.254310Pa 355600Pa B b eB p p p =+ =+? = (133.32300)Pa355600Pa 0.3956MPa A B p H p γ =+ =?+ = 0.3956MPa0.101325MPa0.2943MPa A b eA eA A b p p p p p p =+ =-=-= 2 1 d w p v =? d () d p K p V c a V κ ==+ 33 0.1MPa0.3m0.15MPa20.3 p V p V m ====?
(2) ()()()()622621216226610.5100.0510230.5100.60.30.05100.60.36 0.037510J 37.5kJ V V V V ?=?-+?-?=-+?-=?= （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平 衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量， 已知 解：取缸内气体为热力系—闭口系 分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 6 2 2 61 1 0.510d d 0.0510d 3 W p V V V V ?= =+?? ? ()()6 3 02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ W p V V =-=??-=?=斥l u W W W W ++=斥kJ 5.7kJ )3005.37(=--=--=斥W W W W u l L ?{}{}kJ/kg K 0.72u T =12T T =511195 771133.3298100 2.94110Pa b F p p =+ =?+?=?
热力学基础-练习题及参考答案
热力学基础 练习1 一、选择题 1. 在下列各种说法： (1) 准静态过程就是无摩擦力作用的过程； (2) 准静态过程一定是可逆过程； (3) 准静态过程是无限多个连续变化的平衡态的连接； (4) 准静态过程在p－V图上可用一连续曲线表示。 中，正确的是( ) A. (1)、(2)； B. (3)、(4)； C. (2)、(3)、(4)； D. (1)、(2)、(3)、(4)。 2. 气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程( ) A. 一定都是准静态过程； B. 不一定是准静态过程； C. 前者是准静态过程，后者不是准静态过程； D. 后者是准静态过程，前者不是准静态过程。 3. 质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在( ) A. 绝热过程中最大，等压过程中最小； B. 绝热过程中最大，等温过程中最小； C. 等压过程中最大，绝热过程中最小； D. 等压过程中最大，等温过程中最小。 4. 如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a( 压 强p1=4atm，体积V1=2L)变到状态b( 压强p2=2atm， 体积V2=4L)．则在此过程中( ) A. 气体对外作正功，向外界放出热量； B. 气体对外作正功，从外界吸热； C. 气体对外作负功，向外界放出热量； D. 气体对外作正功，内能减少。 二、填空题 1. 不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则： (1) 外界传给系统的热量零； (2) 外界对系统作的功________零； (3) 系统的内能的增量_________零（填大于、等于、小于）。 2. 某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|，又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|，则整个过程中气体 (1) 从外界吸收的热量Q=________________； (2) 内能增加了∆E=______________________。
化工热力学课后习题答案
第1章绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。和，如一体积等于2V的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T，P的理想气体，右侧是T温度的真空。当隔板抽去后，由于Q＝W＝0，，，，故体系将在T，2V，0.5P状态下 达到平衡，，，） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 封闭体系中有两个相。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则 两个相都等价于均相封闭体系。（对） 4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 6. 要确定物质在单相区的状态需要指定两个强度性质，但是状态方程P=P(T，V)的自变量中只有一个强度性质，所以，这与相律有矛盾。（错。V也是强度性质） 7. 封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终 态的温度分别为T1和T2，则该过程的；同样，对于初、终态压力相等的过程有 。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 8. 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），而一位学生认 为这是状态函数间的关系，与途径无关，所以不需要可逆的条件。(错。) 9. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 10. 自变量与独立变量是不可能相同的。（错。有时可以一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(P ，V )等温可逆地膨胀到(P ，V )，则所做的功为 i i f f (以V表示)或(以P表示)。 4. 封闭体系中的1mol理想气体(已知)，按下列途径由T1、P 1和V 1 可逆地变化至P ，则 2
热力学 习题答案
热力学习题答案 Final approval draft on November 22, 2020
第9章热力学基础 一. 基本要求 1. 理解平衡态、准静态过程的概念。 2. 掌握内能、功和热量的概念。 3. 掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。 4. 掌握循环及卡诺循环的概念，能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。 5. 了解可逆过程与不可逆过程的概念。 6. 解热力学第二定律的两种表述，了解两种表述的等价性。 7. 理解熵的概念，了解热力学第二定律的统计意义及无序性。 二. 内容提要 1. 内能功热量 内能从热力学观点来看，内能是系统的态函数，它由系统的态参量单值决定。对于理想气体，其内能E仅为温度T的函数，即 当温度变化ΔT时，内能的变化
功 热学中的功与力学中的功在概念上没有差别，但热学中的作功过程必有系统边界的移动。在热学中，功是过程量，在过程初、末状态相同的情况下，过程不同，系统作的功A 也不相同。 系统膨胀作功的一般算式为 在p —V 图上，系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。 热量 热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。热量也是过程量，其大小不仅与过程、的初、末状态有关，而且也与系统所经历的过程有关。 2. 热力学第一定律 系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外作功，即 热力学第一定律的微分式为 3. 热力学第一定律的应用——几种过程的A 、Q 、ΔE 的计算公式 （1）等体过程 体积不变的过程，其特征是体积V =常量；其过程方程为 在等体过程中，系统不对外作功，即0=V A 。等体过程中系统吸收的热量与系统内 能的增量相等，即 (2) 等压过程 压强不变的过程，其特点是压强p =常量；过程方程为 在等压过程中，系统对外做的功 系统吸收的热量 )(12T T C M M Q P mol P -=
第01章--热力学基本定律--习题及答案
第一章 热力学基本定律 习题及答案 § 1. 1 （P10） 1.“任何系统无体积变化的过程就一定不做功。”这句话对吗？为什么？ 解：不对。体系和环境之间以功的形式交换的能量有多种，除体积功之外还有非体积功，如电功、表面功等。 2. “凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。”这结论正确吗？举例说明。 答：“凡是系统的温度下降就一定放热给环境”不对：体系温度下降可使内能降低而不放热，但能量可以多种方式和环境交换，除传热以外，还可对外做功，例如，绝热容器中理想气体的膨胀过程，温度下降释放的能量，没有传给环境，而是转换为对外做的体积功。 “温度不变时则系统既不吸热也不放热”也不对：等温等压相变过程，温度不变，但需要吸热(或放热), 如P Ө、373.15K 下，水变成同温同压的水蒸气的汽化过程，温度不变， 但需要吸热。 3. 在一绝热容器中，其中浸有电热丝，通电加热。将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q 或W 大于、小于还是等于零？（讲解时配以图示） 解：（1）以电热丝为系统：Q<0，W>0 （2）以水为系统：Q>0，W=0（忽略水的体积变化） （3）以容器内所有物质为系统：Q=0，W>0 （4）以容器内物质及一切有影响部分为系统：Q=0，W=0（视为孤立系统） 4. 在等压的条件下，将1mol 理想气体加热使其温度升高1K ，试证明所做功的数值为R 。 解：理想气体等压过程：W = p(V -V ) = pV -PV = RT -RT = R(T -T ) = R 5. 1mol 理想气体，初态体积为25dm , 温度为373.2K ，试计算分别通过下列四个不同过程，等温膨胀到终态体积100dm 时，系统对环境作的体积功。（1）向真空膨胀。（2）可逆膨胀。（3）先在外压等于体积50 dm 时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50 dm ，然后再在外压等于体积为100dm 时气体的平衡压力下，使气体膨胀到终态。（4）在外压等于气体终态压力下进行膨胀。 解： （1）向真空膨胀：p 外=0，δW= - p 外dV=0，W=0 （2）可逆膨胀：W= -nRTln(V2/V1) =-8.314×373.2×ln(100/25)=-4301J=-4.3kJ （3）两步恒外压膨胀：W= W1+ W2= -p 外,1(V 中-V1)- p 外,2(V2 -V 中) [此步可略] = -p 中(V 中-V1)- p2(V2 -V 中) = -nRT/V 中(V 中-V1) - nRT/V2(V2 -V 中) = -nRT(1-V1/V 中) - nRT(1-V 中/V2) = -8.314×373.2×(1-25/50+1-50/100) = -3.1kJ （注：因为已知数据是V ，所以将P 导成V ） （4）一步恒外压膨胀：W= -p2(V2 -V1) = -nRT/V2(V2 -V1) = -nRT(1-V1/V2) = -8.314×373.2×(1-25/100) = -2.33 kJ 6. 10mol 理想气体由25℃、1.00MPa 膨胀到25℃、0.10MPa 。设过程为：（1）向真空膨胀；（2）对抗恒外压0.100MPa 膨胀。分别计算以上各过程的功。 解：（1）向真空膨胀：pe=0，W=0 （2）恒外压膨胀：W= -pe(V2-V1) = -p2(V2-V1) = -p2(nRT/p2 - nRT/p1) = -nRT(1-P2/P1) = -10×8.314×298.15×(1- 0.1) = 22.31kJ （注：因为已知数据是P ，所以将V 导成P ） 7. 求下列等压过程的体积功： （1）10mol 理想气体由25℃等压膨胀到125℃。 （2）在100℃、0.100Mpa 下，5mol 水变成5mol 水蒸气（设水蒸气可视为理想气体，水的体积与水蒸气的体积比较可以忽略）。 （3）在25℃0.100Mpa 下，1molCH4燃烧生成二氧化碳和水。 解：（1）理想气体等压膨胀： W= -p (V2-Vl) = -nR(T2-T1)= -10×8.314×(398.15-298.15)= -8.314kJ （2）等温等压相变：H2O(l) === H2O(g) W= -p (Vg-Vl)≈-pVg ≈-nRT= -5×8.314×373.15= -15.512kJ （3）等温等压化学反应：CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) + 2H2O(l) W= -RT ∑νB (g) = -8.314×298.15×(1-3)= 4.958kJ 8. （1）已知在373K 及101.325kPa 下，液态水的比体积是1.04 dm3 kg-1，水蒸气的比容为1677 dm3 kg-1，求1mol 液态水在373K 及101.325kPa 下气化成1mol 水蒸气时所作的功。 （2）假定把液态水的体积忽略不计，试求上述过程所作的功。 （3）若又假定把水蒸气视为理想气体，略去液态水的体积，试求气化过程所作的功。 解：（1）W= -p (Vg-Vl)= -101.325×18×10-3(1677-1.04)= -3.057kJ （2）W= -p (Vg-Vl)≈- pVg =-101.325×18×10-3×1677 = -3.059kJ （3）W= -p (Vg-Vl)≈- pVg ≈-RT= -8.314×373= -3.101kJ 9. 在298.15K 和P Ө下，把0.1kg 的锌放进稀盐酸中，试计算产生氢气逸出时所做的体积功。 解：等温等压化学反应：Zn(s) + 2HCl(l) === ZnCl2(s) + H2(g) W= -nRT ∑νB (g) = -(0.1×103/65)×8.314×298.15×1= -3.81kJ §1. 2（P16）
热力学第一定律习题解答
第七章 热力学第一定律 一 选择题 1. 图为质量一定的某理想气体由初态a 经两过程到达末状态c ，其中abc 为等温过程，则 （ ） A ． adc 也是一个等温过程 B ． adc 和abc 过程吸收的热量相等 C ． adc 过程和abc 过程做功相同 D ． abc 过程和adc 过程气体内能变化相同 解：热量和功均是过程量，内能是状态量。 故答案选D 。 2. 有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气，（看成刚性分子），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气的温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量是 ( ) A ． 6J B. 5J C. 3J D. 2J 解：氦气是单原子分子，自由度为3，氢气是双原子分子，自由度为5。根据理想气体的状态方程，两种气体的摩尔数相同。容器容积不变，气体吸收的热量全部转化为内能。再根据理想气体的内能公式，使氦气也升高同样的温度，应向氦气传递热量是3J 。 答案选C 。 3. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B ，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A 、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出 ( ) A.气体所作的功 B.气体内能的变化 C.气体传给外界的热量 D.气体的质量 解 答案：B 4. 已知系统从状态A 经某一过程到达状态B ，过程吸热10J ，系统内能增量为5J 。现系统沿原过程从状态B 返回状态A ，则系统对外作功是 ( ) A. -15J B. -5J C. 5J D. 15J 解 热力学第一定律的表达式W U Q +∆=，系统从A 态经某一过程到达B 态时系统做的功为5510=-=∆-=U Q W J 。因此当系统沿原过程从B 态返回A 态时，系统对外做功为-5J 。 因此答案选B 。 5. 用公式T C U V ∆=∆m ,ν计算理想气体内能增量时，此式 ( ) A. 只适用于准静态的等体过程 B. 只适用于一切等体过程 C. 只适用于一切准静态过程 D. 适用于一切始末态为平衡态的过程 选择题1图
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题及答案 1、某绝热系统在接受了环境所做的功之后，其温度（）？ A、一定升高(正确答案) B、不一定改变 C、一定不变 D、一定降低 2、对于理想气体的热力学能有下述四种理解：（1）状态一定，热力学能也一定；（2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的；（3）对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变。其中都正确的是（）？ A、（1），（2） B、（3），（4） C、（2），（4） D、（1），（3）(正确答案) 3、将某理想气体从温度T1加热到T2,若此变化为非恒容途径，则其热力学能的变化△U应为何值（）？ A、△U=0 B、△U不存在 C、(正确答案) D、△U等于其他值 4、理想气体向真空绝热膨胀后，温度将（）？ A、不变(正确答案) B、降低 C、不一定
D、升高 5、在373.15K、标准压力下1mol水向真空蒸发成373.15K、标准压力的水蒸气。该过程的Q为何值（）？ A、Q=0 B、Q=nRT C、Q=ΔH D、Q=ΔH–nRT(正确答案) 6、下列过程中,系统内能变化不为零的是（）？ A、不可逆循环过程 B、两种理想气体的混合过程 C、可逆循环过程 D、纯液体的真空蒸发过程(正确答案) 7、关于焓的性质,下列说法中正确的是（）？ A、焓的增量只与系统的始末态有关(正确答案) B、焓是系统内含的热能,所以常称它为热焓 C、焓是能量,它遵守热力学第一定律 D、系统的焓值等于内能加体积功 8、封闭体系发生的下列过程:①等温化学反应过程②理想气体等温过程③理想气体自由膨胀过程④可逆相变过程⑤气体节流膨胀过程，属于ΔU=0的有（）？ A、②③(正确答案) B、②⑤ C、③④ D、①④ 9、把一杯热水放在热容为10J/K的箱子中，若把箱中空气和杯中的水作为体系，则体系应为（）？ A、封闭体系(正确答案) B、敞开体系 C、孤立体系
热力学 习题答案
一、9选择题（共21分，每题3分） 1、1.1mol理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态 b.已知Ta
3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab’c’da,那么循环abcda 与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是: (A)净功增大,效率提高; [ D ] (B)净功增大,效率降低; (C) 净功和效率都不变; (D) 净功增大,效率不变. 4、一定量的理想气体分别由图中初态a经①过程ab和由初态a’经②过程初态a’cb到达相同的终态b, 如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q1<0,Q1>Q2 ; (B) Q1>0, Q1>Q2 ; (C) Q1<0,Q1 热力学第二章习题及答案 一、是非题 1、任意过程只要知道其始末状态即可确定过程与外界的热交换（ｘ）、功交换（ｘ）及系统热力学能的变化（√）。 2、简单可压缩系统任意过程中对外所作膨胀功均可用 计算（√）。 ⎰pdV计算（ｘ），用⎰dW p surr 3、流动功Δ（pdV）只有在开口系统中研究气体流动时才需要考虑（√）。 4、q和w是状态参数（ｘ） 二、选择题 1、表达式δQ=dU+δW c 。 （a）适用于任意热力过程； （b）仅适用于准静态过程； （c）仅适用于闭口系统中的热力过程。 2、表达式δQ=dU+pdV适用a1中的a2。 （a1）闭口系；（b1）开口系；（c1）闭口及开口系； （a2）准静过程；（b2）任意热力过程；（c2）非准静过程。 3、任意准静或非准静过程中气体的膨胀功均可用b 计算。 （a）pdV；（b）p surr dV；（c）d(pv)。 4、在正循环中⎰Qδa零，同时⎰Wδa零。在逆循环中⎰Qδ c 零，且⎰Wδ c 零 （a ）大于；（b ）等于；（c ）小于。 三、习题 2－1 0.5kg 的气体，在汽缸活塞机构中由初态p 1=0.7MPa 、V 1=0.02m 3,准静膨胀到V 2=0.04m 3。试确定在下列各过程中气体完成的功量及比功量； （1） 定压过程； （2） pV 2＝常数。 解： （1）由准平衡过程体积变化功的表达式，当为定压过程时: W=p △V=0.7×106×0.02=14000 J=14 kJ 比功量 w= p △v=W/m=14000/0.5=28000 J=28 kJ （2）pV 2=0.7×106×0.022=280 J ·m 3 由准平衡过程体积变化功的表达式 W= dV V pdv v v ⎰⎰ =04 .002.02280 2 1 =7000 J=7 kJ 比功量 w= p △v=W/m=7000/0.5=14000 J=14 kJ 2－2为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg 气体在25MPa 下从350K 定压加热到370K ，气体初终状态下的容器分别为0.03 m 3及0.035 m 3，加入气体的热量为700kJ ，试确定初终状态下的热力学能之差。 解：由准平衡过程体积变化功的表达式，当为定压过程时： W=p △V=25×106×0.005= J 第六章热力学第二定律 6-1 设每小时能造冰m克，则m克25℃的水变成－18℃的水要放出的热量为 25m+80m+0.5×18m=114m 有热平衡方程得 4.18×114m=3600×2922 ∴ m=2.2×104克=22千克 由图试证明：任意循环过程的效率，不可能大于工作于它所经历的最高热源温度与最低热温源温度之间的可逆卡诺循环的效率。 （提示：先讨论任一可逆循环过程，并以一连串微小的可逆卡诺循环过程。如以T m和T n分别代表这任一可循环所经历的最高热源温度和最低热源温度。试分析每一微小卡诺循环效率与的关系） 证：（1）d当任意循环可逆时。用图中封闭曲线R表示，而R可用图中一连串微笑的可逆卡诺循环来代替，这是由于考虑到：任两相邻的微小可逆卡诺循环有一总，环段绝热线是共同的，但进行方向相反从而效果互相抵消，因而这一连串微小可逆卡诺循环的总效果就和图中锯齿形路径所表示的循环相同；当每个微小可逆卡诺循环无限小而趋于数总无限多时，其极限就趋于可逆循环R。 考虑人一微小可逆卡诺循（187完） 环，如图中阴影部分所示，系统从高温热源T i吸热Q i，向低温热源T i放热，对外做功，则效率 任意可逆循环R的效率为 A为循环R中对外作的总功 （1） 又，T m和T n是任意循环所经历的最高温热源和最低温热源的温度 ∴对任一微小可逆卡诺循，必有： T i≤T m，T i≥T n 或 或 令表示热源T m和T n之间的可逆卡诺循环的效率，上式 为 将（2）式代入(1)式： 或 或（188完） 即任意循环可逆时，其效率不大于它所机灵的最高温热源T m和最低温度热源T n之间的可逆卡诺循环的效率。 （2）任意循环不可逆时，可用一连串微小的不可逆卡诺循环来代替，由于诺定理知，任一微小的不可逆卡 诺循环的效率必小于可逆时的效率，即（3） 对任一微小的不可逆卡诺循环，也有 (4) 将(3)式代入(4)式可得： 即任意不可逆循环的效率必小于它所经历的最高温热源T m和最低温热源T n之间的可逆卡诺循环的效率。 综之，必 即任意循环的效率不可能大于它所经历的最高温热源和最低温热源之间的可逆卡诺循环的效率。 *6-8 若准静态卡循环中的工作物质不是理想气体而是服从状态方程p(v-b)=RT。式证明这可逆卡诺循环的效率公式任为 热力学第二定律习题答案 一、是非题答案 1、× 2、√ 3、√ 4、√ 5、× 6、× 7、× 8、× 9、√10、× 11、√12、×13、×14、×15、√16、×，17、√，18、√19、×20、× 21、×22、√23、√ 二、选择题答案 1: (2) 2 (2) 3 (2) 4 (4) 5、（3）6、（3）7、(2) 8、(4) 9、(2) 10、解：> > > 11、(3) 12、（2）13、(4)14、(2) 15、（1）16、(1) 三、填空题答案 1、解：理想气体 2、解：S*(0 K, 完美晶体)=0 3、解：= < 4、解：-1 5、解：绝热可逆过程循环过程 6、解：p 7、解：=。 8、解：dH=TdS+Vdp 9、解：239 J·K-1·mol-1 10、解：=，=，> 11、解：> > 12、解：> > 13、解：当系统经绝热过程由某一状态达到另一状态时，它的熵不减少；熵在绝热可逆过程中不变，在绝热不可逆过程后增加。 14、解：315 J 15、解：4.369 kJ 16、解：（1）≤0 17、解：（1）因为V m( g ) >> V m( l或s ) 所以p[ V m( g )－V m( l ) ]或p[ V m( g )－V m( s ) ] = pV g（2分） （2）将蒸气视为理想气体，即V m ( g ) = RT p （4分） （3）积分时，视∆vap H m 或∆sub H m 为与温度T 无关的常数（6分） 18、解：∆r S (T ) = ∆r S (298 K) + ⎰∑T p B T T C K 298m ,d ν 19、解：可均相可逆过程 W ＇=0 20、解：μB =μb ,B O （l ，T ）+RT ln b b B O ⎛⎝ ⎫ ⎭ ⎪ 四、1、解：设计过程 ∆S 1∆S 2 （ 3分） ∆∆S H T 112820273161032= ==-J K J K ..·(2分) ∆S nR p p n C T T T T T p T T 2123273164231 1 211802831461110130118023012113010=+=⨯++⨯⎡⎣⎢⎤⎦ ⎥⎰⎰--ln ..ln .../,..2m K K d K d J K · =－0.471 J ·K -1（4分） ∆S = ∆S 1 + ∆S 2 = 9.85 J ·K -1（1分） 2、2 C(s) +3 H 2(g) + 1 2 O 2(g) == C 2H 5OH(g) ∆f S =νB B ∑ S =[282.59－(2×5.694+3×130.59+1 2 ⨯205.03)] J ·K - 1·mol -1 = －223.08 J ·K - 1·mol -1（3分） ∆f G = ∆f H －T ∆f S = [－ 234.81－298.15×(－ 23.08×10-3)] kJ ·mol -1 = －168.30 kJ ·mol -1 （5分 3、解：将T = 298.15 K 代入所给关系式： ln ()...p Hg,l Pa K /K =-+=-7024 29815224731086 所以p ( Hg ，l ，25℃ ) = 0.3377 Pa （2分） H 2O( g )，1 g 150℃，10 130 Pa H 2O( g )，1 g 0℃，611 Pa H 2O( s )，1 g 0℃，611 Pa热力学第二章习题及答案
热学(李椿+章立源+钱尚武)习题解答_第六章 热力学第二定律
3热力学第二定律习题答案