《热力学第一定律》练习题

荆楚理工学院 化工与药学院物理化学精品课程建设Li W.-H.第2章 热力学第一定律练习题一、思考题1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式计算，那两种过程所做的功是否一样?2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应，(3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?3. 在298 K，101.3 kPa压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。二、填空题1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的；与的关系是_，但与的数值_，因为_。2. 状态函数在数学上的主要特征是_。3. 系统的宏观性质可分为_，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为_。4. 在300K的常压下，2mol的某固体物质完全升华过程的体积功。5. 某化学反应：A(l) + 0.5B(g) C(g)在500K恒容条件下进行，反应进度为1mol时放热10kJ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol时放热_。6. 已知水在100的摩尔蒸发焓kJmol-1，1mol水蒸气在100、101.325kPa条件下凝结为液体水，此过程的；。7. 一定量单原子理想气体经历某过程的kJ，则此过程的；。8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率。9. 封闭系统过程的的条件：(1) 对于理想气体单纯变化过程，其条件是_；(2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是_。10. 压力恒定为100kPa下的一定量单原子理想气体，其kPa。11. 体积恒定为2dm3的一定量双原子理想气体，其m3。12. 化学反应的标准摩尔反应焓随温度的变化率；在一定的温度范围内标准摩尔反应焓与温度无关的条件是_。13. 系统内部及系统与环境之间，在_过程中，称为可逆过程。14. 在一个体积恒定为2m3，的绝热反应器中，发生某化学反应使系统温度升高1200，压力增加300kPa，此过程的；。15. 在一定温度下_；_。16. 在25时乙烷C2H6(g)的_。17. 要确定甲烷燃烧能达到的最高火焰温度，所需要的热力学基础数据是_。18. 一定量理想气体经节流膨胀过程，；流动功。三、单项选择题1. 一定量的某种气体，在确定该系统的状态时，只需要说明系统的【 】。A. B. C. D. 2. 在一定压力和一定温度范围内，液体的摩尔蒸发焓随温度的变化率【 】。A. 0 B. , B. C. , D. , 0 B. = 0 C. 0 B. = 0 C. 0 B. = 0 C. 0 B. = 0 C. 0 D. 无法确定四、计算题(教材习题)2.1 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1，求过程中系统与环境交换的功。2.5 始态为25，200kPa的5mol某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。途径a先经绝热膨胀到28.57，100kPa，步骤的功kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的和。 2.6 4mol的某理想气体，温度升高20，求的值。 2.8 某理想气体。今有5mol该气体恒容升温50。求过程的。2.9 某理想气体。今有5mol该气体恒压降温50。求过程的。 2.10 2mol某理想气体的。由始态100kPa，50dm3，先恒容加热使压力升高到200kPa，再恒压冷却使体积缩小至25dm3。求整个过程的。 2.12 已知CO2(g)的摩尔定压热容 (1) 求300K至800K间CO2(g)的平均摩尔定压热容； (2) 求1kg常压下的CO2(g)从300K恒压加热至800K时所需要的热。 *2.13 已知20CH3CH2OH (l)的体积膨胀系数，等温压缩率，摩尔定压热容，密度。求20时液态乙醇的。 2.16 水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100，其中CO(g)和H2(g)的摩尔分数均为0.5。若每小时有300kg的水煤气由1100冷却到100，并用所回收的热来加热水，使水温由25升高到75。求每小时生产热水的质量。CO(g)和H2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系查教材附录，水(H2O, l)的比定压热容。 2.18 在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2mol，0的单原子理想气体A及5mol，100的双原子理想气体B，两气体的压力均为100kPa。活塞外的压力维持在100kPa不变。今将容器内的隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度及过程的，。2.24 蒸汽锅炉中连续不断地注入20的水，将其加热并蒸发成180，饱和蒸气压为1.003MPa的水蒸气.求生产1kg水蒸气所需要的热量。已知：水在100的摩尔蒸发焓，水的平均摩尔热容，水蒸气的摩尔定压热容与温度的函数关系见教材附录。2.40 5mol双原子理想气体从始态300K，200kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50kPa，再绝热可逆压缩到末态压力200kPa。求末态温度及整个过程的，和。