习题第1章 绪言一、是否题孤立体系的热力学能和熵都是一定值。
封闭体系的体积为一常数。
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。
理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
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。
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。
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。
自变量与独立变量是一致的,从属变量与函数是一致的。
自变量与独立变量是不可能相同的。
三、填空题状态函数的特点是:___________________________________________。
单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是_____和 ____。
封闭体系中,温度是T的1mol理想气体从(Pi,Vi)等温可逆地膨胀到(Pf,Vf),则所做的功为____________________ (以V表示)或____________________ (以P表示)。
封闭体系中的1mol理想气体(已知),按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2,则
A 等容过程的 W= ________,Q=_________________,U=____________________,
H=_____________。
B 等温过程的 W=________,Q=________,U=________,H=________。
C 绝热过程的 W=_________________________,Q= 0,
U=____________________,_____________________
在常压下1000cm3液体水膨胀1cm3,所作之功为________J;若使水的表面增大1cm2,我们所要作的功是________J (水的表张力是72erg cm-2)。
1MPa=___Pa=10bar=_____atm=_____mmHg。
1kJ=_____J=_____cal=_____atm cm3=_____bar cm3=_____Pa m3。
普适气体常数R=____MPa cm3 mol-1 K-1=83.14bar cm3 mol-1 K-1=_____ J mol-1 K-1 =______cal mol-1 K-1。
四、计算题一个绝热刚性容器,总体积为Vt,温度为T,被一个体积可以忽略的隔板分为A、B两室。两室装有不同的理想气体。突然将隔板移走,使容器内的气体自发达到平衡。计算该过程的Q、W、和最终的T和P。设初压力是(a)两室均为P0;(b)左室为P0,右室是真空。
常压下非常纯的水可以过冷至0℃以下。一些-5℃的水由于受到干扰而开始结晶,由于结晶过程进行得很快,可以认为体系是绝热的,试求凝固分率和过程的熵变化。已知冰的熔化热为333.4J g-1和水在0~-5℃之间的热容为4.22J g-1 K-1。
某一服从P(V-b)=RT状态方程(b是正常数)的气体,在从1000b等温可逆膨胀至2000b,所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍?
对于为常数的理想气体经过一绝热可逆过程,状态变化符合下列方程 ,其中,试问,对于的理想气体,上述关系式又是如何? 以上a、b、c为常数。
一个0.057m3气瓶中贮有的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气柜中,当气瓶中的压力降至0.5MPa时,计算下列两种条件下从气瓶中流入气柜中的气体量。(假设气体为理想气体)
(a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程;
(b)气体流动很快以至于可忽视热量损失(假设过程可逆,绝热指数)。l
五、图示题下图的曲线Ta和Tb是表示封闭体系的1mol理想气体的两条等温线,56和23是两等压线,而64和31是两等容线,证明对于两个循环1231和4564中的W是相同的,而且Q也是相同的。