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热 力 学第一章 热力学第一定律§1 热力学第一定律 一.准静态过程系统的状态发生变化时—系统在经历一个过程。
过程进行的任一时刻，系统的状态并非平衡态.热力学中，为能利用平衡态的性质，引入准静态过程的概念。
性质：1.准静态过程：是由无数个平衡态组成的过程即系统的每个中间态都是平衡态。
2.准静态过程是一个理想化的过程，是实际过程的近似。
实际过程仅当进行得无限缓慢时才可看作是准静态过程 。
·拉动活塞，使系统由平衡态1 →状态2，过程中系统内各处的密度(压强、温度)并不完全相同，要过一会儿时间，状态 2才能达到新的平衡。
所以，只有过程进行得无限缓慢，每个中间态才可看作是平衡态。
☆怎样判断“无限缓慢”？弛豫时间τ：系统由非平衡态到平衡态所需时间。
准静态过程条件： ∆t 过程进行 >> τ例如，实际汽缸的压缩过程可看作准静态过程， ∆t 过程进行 = 0.1秒τ = 容器线度/分子速度= 0.1米/100米/秒 = 10-3秒3.过程曲线：准静态过程可用P －V 图上 一条线表示。
状态1状态2二.功、内能、热量1.功 ·通过作功可以改变系统的状态。
·机械功(摩擦功、体积功)2.内能·内能包含系统内：(1)分子热运动的能量；(2)分子间势能和分子内的势能；(3)分子内部、原子内部运动的能量； (4)电场能、磁场能等。
·内能是状态的函数*对于一定质量的某种气体，内能一般是T 、V 或P 的函数； *对于理想气体，内能只是温度的函数 E = E (T )*对于刚性理想气体分子, i ：自由度； ν ：摩尔数 ·通过作功改变系统内能的实质是：分子的有规则运动能量和分子的无规则运动能量的转化和传递。
3.热量·传热也可改变系统的状态，其条件是系统和外界的温度不同。
·传热的微观本质：是分子的无规则运动能量从高温物体向低温物体传递。
第一章热力学第一定律本章主要公式及其使用条件一、热力学第一定律W Q U +∆＝ W Q dU δδ+=热力学中规定体系吸热为正值，体系放热为负值；体系对环境作功为负值，环境对体系作功为正值。
功分为体积功和非体积功。
二、体积功的计算体积功：在一定的环境压力下，体系的体积发生改变而与环境交换的能量。
体积功公式⎰⋅-=dV p W 外 1 气体向真空膨胀：W ＝0 2气体在恒压过程：)(12 21V V p dV p W V V --=-=⎰外外3理想气体等温可逆过程：2112ln lnp p nRT V V nRT W -=-= 4理想气体绝热可逆过程：)(12,T T nC W U m V -=∆＝理想气体绝热可逆过程中的p ，V ，T 可利用下面两式计算求解1212,ln ln V V R T T C m V -=21,12,ln lnV V C p p C m p m V =三、热的计算热：体系与环境之间由于存在温度差而引起的能量传递形式。
1. 定容热与定压热及两者关系定容热：只做体积功的封闭体系发生定容变化时， U Q V ∆= 定压热：只做体积功的封闭体系定压下发生变化， Q p = ΔH定容反应热Q V 与定压反应热Q p 的关系：V p Q Q V p ∆+= nRT U H ∆+∆=∆n ∆为产物与反应物中气体物质的量之差。
或者∑+=RT g Q Q m V m p )(,,ν ∑+∆=∆RT g U Hm m)(ν式中∑)(g ν为进行1mol 反应进度时，化学反应式中气态物质计量系数的代数和。
2.热容 1.热容的定义式dTQ C δ=dT Q C VV δ=dT Q C pp δ=n CC VmV =,n C C p m p =, C V ，C p 是广度性质的状态函数，C V ，m ，C p,m 是强度性质的状态函数。
2.理想气体的热容对于理想气体 C p ,m － C V ,m =R 单原子理想气体 C V ，m = 23R ；C p ,m = 25R 双原子理想气体 C V ,m =25R ；C p ,m = 27R 多原子理想气体： C V ,m = 3R ；C p ,m = 4R通常温度下，理想气体的C V ,m 和C p,m 均可视为常数。
第二章热力学第二定律一、单选题1) 理想气体绝热向真空膨胀，则（）A. ∆S = 0，∆W = 0B. ∆H = 0，∆U = 0C. ∆G = 0，∆H = 0D. ∆U =0，∆G =02) 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是（）A. W = 0B. Q = 0C. ∆S > 0D. ∆H = 03) 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则（）A. 可以从同一始态出发达到同一终态。
B. 不可以达到同一终态。
C. 不能确定以上A、B中哪一种正确。
D. 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定。
4) 求任一不可逆绝热过程的熵变∆S，可以通过以下哪个途径求得？（）A. 始终态相同的可逆绝热过程。
B. 始终态相同的可逆恒温过程。
C. 始终态相同的可逆非绝热过程。
D. B 和C 均可。
5) 在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。
在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？（）A. ∆r HmB. ∆rUmC. ∆rSmD. ∆rGm6) 将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为p1=101.3kPa，V1=2dm3,T1=273.2K;右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分混合。
此过程中氧气的熵变为： ( )A. ∆S >0B. ∆S <0C. ∆S =0D. 都不一定7) 1mol理想气体向真空膨胀，若其体积增加到原来的10倍，则体系、环境和孤立体系的熵变分别为：( )A.19.14J·K-1, -19.14J·K-1, 0B.-19.14J·K-1, 19.14J·K-1, 0C.19.14J·K-1, 0, 0.1914J·K-1D. 0 , 0 , 08) 1mol Ag(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。
已知在该温度区间内Ag(s)的C v,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为：( )A.2.531J·K-1B. 5.622J·K-1C. 25.31J·K-1D. 56.22J·K-19) 理想气体的物质的量为n，从始态A(p1,V1,T1)变到状态B(p2,V2,T2),其熵变的计算公式可用：( )A. ∆S =nR ln(p2/p1)+B. ∆S =nR ln(p1/p2)－C. ∆S =nR ln(V2/V1)+D. ∆S =nR ln(V2/V1)－10) 理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：( )A. ∆S =nRT ln(p1/p2)B. ∆S =nRT ln(V2/V1)C. ∆S =nR ln(p2/p1)D. ∆S =nR ln(V2/V1)11) 固体碘化银(AgI)有α和β两种晶型，这两种晶型的平衡转化温度为419.7K,由α型转化为β型时，转化热等于6462J·mol-1,由α型转化为β型时的熵变∆S 应为：( )A. 44.1JB. 15.4JC. －44.1JD. －15.4J12) 298K, p∅下，双原子理想气体的体积V1=48.91dm3,经等温自由膨胀到2V1，其过程的∆S为：( )A. 11.53J·K-1B. 5.765J·K-1C. 23.06J·K-1D. 013) 在标准压力下，90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽，体系的熵变为：( )A.∆S体 >0B. ∆S体 <0C. ∆S体 =0D. 难以确定14) 在101.325kPa下，385K的水变为同温下的水蒸汽。
对于该变化过程，下列各式中哪个正确：( )A.∆S体+∆S环> 0B. ∆S体+∆S环 < 0C.∆S体+∆S环 = 0D. ∆S体+∆S环的值无法确定15) 在标准压力p∅和268.15K时，冰变为水，体系的熵变∆S体应：( )A. 大于零B. 小于零C. 等于零D. 无法确定16) 1mol理想气体从p1,V1,T1分别经：(1) 绝热可逆膨胀到p2,V2,T2；(2) 绝热恒外压下膨胀到p2′,V2′,T2′，若p2 = p2′则：( )A.T2′= T2, V2′= V2, S2′= S2B.T2′> T2, V2′< V2, S2′< S2C.T2′> T2, V2′> V2, S2′> S2D.T2′< T2, V2′< V2, S2′< S217) 理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变∆S体及环境的熵变∆S环应为：( )A. ∆S体> 0, ∆S环< 0B. ∆S体 < 0, ∆S环 > 0C. ∆S体 > 0, ∆S环 = 0D. ∆S体< 0,∆S环= 018) 理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的体系熵变∆S体及环境熵∆S环应为：( )A. ∆S体 > 0, ∆S环< 0B. ∆S体 < 0,∆S环 > 0C. ∆S体> 0, ∆S环= 0D. ∆S体< 0, ∆S环= 019) 在101.3kPa下，110℃的水变为110℃水蒸气，吸热Q p，在该相变过程中下列哪个关系式不成立？( )A. ∆S体 > 0B. ∆S环不确定C. ∆S体+∆S环 > 0D. ∆G体< 020) 一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行，问下列各组答案中哪一个是正确的：( )A. ∆S体> 0, ∆S环 < 0B. ∆S体 < 0, ∆S环 > 0C. ∆S体 < 0, ∆S环 = 0D. ∆S体> 0, ∆S环= 021) 1mol范德华气体从T1、V1绝热自由膨胀至T2、V2，设容热容C V为常数，则过程的熵变为：( )A.∆S = C V ln(T2/T1)B.∆S = nR ln[(V2-b)/(V1-b)]C.∆S = C V ln(T2/T1) + nR ln[(V2-b)/(V1-b)]D.∆S = 022) 263K的过冷水凝结成263K的冰，则：( )A. ∆S < 0B. ∆S > 0C. ∆S = 0D. 无法确定23) 理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀；（2）多方过程膨胀,达到同一体积V2，则过程(1)的熵变∆S(1)和过程(2)的熵变∆S(2)之间的关系是：( )A.∆S(1) > ∆S(2)B.∆S(1) < ∆S(2)C.∆S(1) = ∆S(2)D.两者无确定关系24) 从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中，自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较，两者化学势的高低如何？( )A. 前者高B. 前者低C. 相等D. 不可比较25) 一绝热容器分成两部分，分别置入同温同压的1molO2和3molN2(均为理想气体），抽去隔板使两气体混合达到平衡，则终态与始态热力学概率之比（Ω2/Ω1)为：( )A.exp(13.5×1023)B.exp(27.0×1023)C.exp(54.0×1023)D. exp(6.75×1023)26) 在300℃时，2mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能F的差值为：( )A. G－F = 1.247kJB. G－F = 2.494kJC. G－F = 4.988kJD. G－F = 9.977kJ27) 理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？( )A.∆HB.∆GC.∆S隔离D.∆U28) 理想气体从状态p1,V1,T等温膨胀到p2,V2,T，此过程的∆F与∆G 的关系为( )A. ∆F > ∆GB. ∆F < ∆GC. ∆F = ∆GD.无确定关系29) 在一简单的(单组分，单相，各向同性)封闭体系中，恒压只做膨胀功的条件下，吉布斯自由能值随自由能如何变化？( )A.(∂G/∂T)p > 0B. (∂G/∂T)p < 0C. (∂G/∂T)p =0D. 视具体体系而定30) 在标准压力p∅下，383.15K的水变为同温下的蒸汽，吸热Q p。
对于该相变过程，以下哪个关系式不能成立？( )A. ∆G < 0B.∆H = Q pC.∆S ise < 0D. ∆S ise > 031) 某气体的状态方程为p[(V/n)-b]=RT,式中b为常数，n为物质的量。
若该经一等温过程，压力自p1变至p2，则下列状态函数的变化，何者为零？( )A. ∆UB. ∆HC. ∆SD. ∆G32) 下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？( )A. (∂T/∂V)S = (∂V/∂S)pB. (∂T/∂p)S = (∂V/∂S)pC.(∂S/∂V)T =(∂p/∂T)V D. (∂S/∂p)T =-(∂V/∂T)p33) 在理想气体的S - T 图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是：( )A.(∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p= 0B. (∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p = ∞C.(∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p = C p/C VD.(∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p = C p/C V34) 在下列状态变化中，哪些可以应用公式 d U =T d S - p d V ? ( )A.NO2气体缓慢膨胀,始终保持化学平衡NO2⇔ NO + (1/2)O2B.NO2气体以一定速度膨胀，解离出来的NO + (1/2)O2总是低于平衡组成C.SO3气体在不解离为SO2+ (1/2)O2的条件下膨胀D.水在-10℃时等温结冰35) 对临界点性质的下列描述中，哪一个是错误的：( )A.液相摩尔体积与气相摩尔体积相等B.液相与气相的界面消失C.气化热为零D.固，液，气三相共存36) 下述说法中哪一个正确？当温度恒定时：( )A.增加压力有利于液体变为固体B.增加压力不利于液体变为固体C.增加压力不一定有利于液体变为固体D.增加压力与液体变为固体无关37) 对于平衡态的凝聚相体系，压力p表示什么含义？( )A. 101.3kPaB. 外压C.分子间引力总和D.分子运动动量改变的统计平均值38) 用130℃的水蒸汽（蒸汽压2.7p∅)与1200℃的焦炭反应生成水煤气：( )C + H2O → CO + H2，如果通入的水蒸汽反应掉70%，问反应后混合气体中CO的分压是多少？设总压2.7p∅不变。
