第二章：作业题
1. 问题：能否选取真空空间作为热力学体系？
解答：一个课题的研究对象，就是该课题的体系。一般来说，体系是物质世界中一个有限的宏观部分。单独选取真空空间作为体系没有实际意义。但是，在处理某些问题时，体系内可以包括一部分真空空间。
2. 例：将两种不同气体分装在同一汽缸的两个气室内，二气室之间有隔板隔开。左气室中气体的状态为V=20ml,T=273K,P=1.01102KPa;右气室中气体的状态为V=30ml,T=303K,P=3.03 102KPa。现将二气室之间的隔板抽掉使两种气体混合。若以整个汽缸中的气体为体系的话，则此过程中做功为多少？传热为多少？
Q=0, W=0
3. 下述体系中，哪一个是错误的？如果体系在变化中与环境没有功的交换，则A.体系放出的热量一定等于环境吸收的热量B.体系的温度降低值一定等于环境温度的升高值C.最终达到平衡时，体系的温度与环境的温度相等D.若体系1与体系2分别与环境达成热平衡，则二体系的温度相同。
B
4. 2、绝热箱中装有水，水中绕有电阻丝，由蓄电池供给电流。设电池在放电时无热效应，通电后电阻丝和水的温度皆有升高。若以电池为体系，以水和电阻丝为环境，则下述答案中，哪一组是正确的？
A.Q=0,W>0,U<0 B.Q<0, W>0,U>0 C.Q>0,W=0,U<0 D.Q=0,W<0, U>0
答案：D
若以电阻丝为体系，以水和电池为环境，则上述答案中，哪一组是正确的？
答案：B
5. 下述说法中，哪一种正确？
A、完成同一过程，经任意可逆途径所做的功一定比经任意不可逆途径所做的功多
B、完成同一过程，经不同的可逆途径所做的功都一样多
C、完成同一过程，经不同的不可逆途径所做的功都一样多
D、完成同一过程，经任意可逆途径所做的功不一定比经任意不可逆途径所做的功多
答案：D
6. 3、下述说法中，哪一种正确？
1 第二章思考题
39.什么是自发过程？不可逆过程是否都是自发过程？
40. 怎样理解理想气体等温膨胀过程中U=0，Q=W,吸热完全转变为功，这不违反热力学第二定律吗？
41. 理想气体从某一始态出发分别进行可逆过程和不可逆过程，在等温条件下能否到达相同的终态？在等压、等容、绝热条件下呢？
42. Tds是否等于体积吸收的热？
43. 第二定律数学表达式ds≥QT,可逆过程取符号，不可逆过程取不等号，可否得出“可逆过程的ds 大于不可逆过程的ds”？（设两种过程始，终态相同）
44. 不可逆过程的熵变如何计算？
45. 等温等压下进行化学反应其热效应为QP=H，温度为T，此过程的的熵度可以按下式计算么？S=pQT=HT
46. 如何计算环境的S？
47. 绝热过程和等熵过程是否是一回事？
48. 理想气体在下列过程中体系与环境的总熵变是多少？（1）恒温下向真空膨胀（2）恒温可逆膨胀？
49. 下列每组中都包括两种物质，那一种物质的摩尔熵较大？
（1） 室温下纯铁和铁合金 （2）0℃的水和0℃的冰（3）10℃的水和50℃的水
（4）室温下一块铜切成两半，一半不动，另一半在室温下切成薄片
50.绝热体系S≥0，能否作为过程的方向和限度的判据？为什么？
51. 要计算绝热不可逆过程的熵度能否在始、终态之间设计一个绝热可逆过程来计算？
52. 在孤立体系和绝热体系中，在始态A和终态B之间进行可逆过程时S=0，进行不可逆过程时S﹥0，这种理解对吗？
53. “熵增过程必为不可逆过程”对否？ “熵增过程必为自发过程”对否？
54. 孤立体系S<0的过程能否发生？
55. 根据熵的定义式但是ds=QT，绝热过程中 Q=0，所以ds=0这种理解有什么 2 不对？
56. 在不发生化学变化和相变化的情况下，物体在定压下由温度T1,加热到T2，其熵可用下式计算S=21RTTQT=21TTnCpmdTT,物体加热时，此物体导热是不可逆的，为什么上式却用可逆过程的公式，并用ncpm代替QR?
一、选择题
1．在373.15和101.325kPa下水的化学势与水蒸汽化学势的关系为( )
(A) (水)=(汽) (B) (水)<(汽)
(C) (水)>(汽) (D) 无法确定
2．下列哪种现象不属于稀溶液的依数性( )
(A) 凝固点降低 (B) 沸点升高
(C) 渗透压 (D) 蒸汽压升高
3．98K时，A，B两种气体在水中德亨利常数分别为k1, k2，且k1>k2，则当p1=p2时，A,B在水中的溶解量c1和c2的关系为( )
(A) c1>c2 (B) c1
(C) c1=c2 (D) 无法确定
4．将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起( )
(A) 沸点升高 (B) 熔点升高
(C) 蒸汽压升高 (D) 都不对
5．涉及纯物质标准状态的下列说法中不正确的是( )
(A) 纯理想气体的标准状态就是标准压力下的状态
(B) 纯液体物质的标准状态就是标准压力下的纯液体
(C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力下的纯固体
(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值都应相同
6．稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压，下面的陈述都与它们有关，其中正确的是( )
(A) 只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性
(B) 所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比
第二章 水的物理化学处理方法
2-1 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在区别和特点。
悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型：
自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。
絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。
拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。
压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。
2-2 水中颗粒的密度s=2.6 3/gcm，粒径d=0.1 mm，求它在水温10 ℃情况下的单颗粒沉降速度。
解：6.7×10-3m/s。
2-3 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下的沉降数据列于表2-22中。试确定理想式沉淀池过流率为1.8m3/m2h时的悬浮颗粒去除率。试验用的沉淀柱取样口离水面120cm和240cm。ρ表示在时间t时由各个取样口取出的水样中悬浮物的浓度，ρ0代表初始的悬浮物浓度。
习题2-3附表
时间/tmin 0 15 30 45 60 90 180
120cm处的ρ/ρ0 1 0.96 0.81 0.62 0.46 0.23 0.06
240cm处的ρ/ρ0 1 0.99 0.97 0.93 0.86 0.70 0.32
解： （1）H=1.2m，69.6%；（2）H=2.4m，61.9%。
2-4 生活污水悬浮物浓度300mg/L，静置沉淀试验所得资料如表2-23所示。求沉淀效率为65%时的颗粒截留速度。
习题2-4附表
取样口离水面高度/m 在下列时间（min）测定的悬浮物去除率/%
5 10 20 40 60 90 120
