第二章 熱力學(xué)第一定律

1、第二章第二章熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律思考題思考題1設(shè)有一電爐絲浸于水中接上電源，通過(guò)電流一段時(shí)間。如果按下列幾種情況作為系統(tǒng)，試問(wèn)ΔU，Q，W為正為負(fù)還是為零(1)以電爐絲為系統(tǒng)；(2)以電爐絲和水為系統(tǒng)；(3)以電爐絲、水、電源及其它一切有影響的部分為系統(tǒng)。2設(shè)有一裝置如圖所示，(1)將隔板抽去以后，以空氣為系統(tǒng)時(shí)，ΔU，Q，W為正為負(fù)還是為零(2)如右方小室亦有空氣，不過(guò)壓力較左方小，將隔板抽去以后，以所有空氣為系統(tǒng)時(shí)，ΔU，Q

2、，W為正為負(fù)還是為零？作業(yè)題作業(yè)題1(1)如果一系統(tǒng)從環(huán)境接受了160J的功，內(nèi)能增加了200J，試問(wèn)系統(tǒng)將吸收或是放出多少熱(2)一系統(tǒng)在膨脹過(guò)程中，對(duì)環(huán)境做了10540J的功，同時(shí)吸收了27110J的熱，試問(wèn)系統(tǒng)的內(nèi)能變化為若干？[答案：(1)吸收40J；(2)16570J]2在一禮堂中有950人在開(kāi)會(huì)，每個(gè)人平均每小時(shí)向周?chē)l(fā)出42xl05J的熱量，如果以禮堂中的空氣和椅子等為系統(tǒng)，則在開(kāi)會(huì)時(shí)的開(kāi)始20分鐘內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)能增加了多少如

3、果以禮堂中的空氣、人和其它所有的東西為系統(tǒng)，則其ΔU＝[答案：1.3l08J0]3一蓄電池其端電壓為12V，在輸出電流為10A下工作2小時(shí)，這時(shí)蓄電池的內(nèi)能減少了1265000J，試求算此過(guò)程中蓄電池將吸收還是放出多少熱？[答案：放熱401000J]4體積為4.10dm3的理想氣體作定溫膨脹，其壓力從106Pa降低到105Pa計(jì)算此過(guò)程所能作出的最大功為若干[答案：9441J]5在25℃下，將50gN2作定溫可逆壓縮，從105Pa壓級(jí)到

4、2106Pa，試計(jì)算此過(guò)程的功。如果被壓縮了的氣體反抗恒定外壓105Pa作定溫膨脹到原來(lái)的狀態(tài)，問(wèn)此膨脹過(guò)程的功又為若干？[答案：–1.33104J；4.20103J]6計(jì)算1mol理想氣體在下列四個(gè)過(guò)程中所作的體積功。已知始態(tài)體積為25dm3終態(tài)體積為100dm3；始態(tài)及終態(tài)溫度均為100℃。(1)向真空膨脹；(2)在外壓恒定為氣體終態(tài)的壓力下膨脹；(3)先在外壓恒定為體積等于50dm3時(shí)氣體的平衡壓力下膨脹，當(dāng)膨脹到50dm3(此時(shí)

5、溫度仍為100℃)以后，再在外壓等于100dm3時(shí)氣體的平衡壓力下膨脹；(4)定溫可逆膨脹。試比較這四個(gè)過(guò)程的功。比較的結(jié)果說(shuō)明了什么問(wèn)題？[答案：0；2326J；310lJ；4299J]習(xí)題習(xí)題10試證明對(duì)遵守范德華方程的1mol實(shí)際氣體來(lái)說(shuō)，其定溫可逆膨脹所作的功可用下式求算。????12UVCCppVVTpTHpCCVpVpTVT???????????????????????????????????????????????????

6、???習(xí)題習(xí)題22計(jì)算1gN2在常壓下由600℃冷卻到20℃時(shí)所放出的熱，所需數(shù)據(jù)自己查找。[答案：629J]習(xí)題習(xí)題23試求算2mol100℃，4104Pa的水蒸氣變成l00℃及標(biāo)準(zhǔn)壓力的水時(shí)，此過(guò)程的△U和△H。設(shè)水蒸氣可視為理想氣體，液體水的體積可忽略不計(jì)。已知水的摩爾氣化熱為40670Jmol1。[答案：—75138J；—81340J]習(xí)題習(xí)題24已知任何物質(zhì)的2CCTVpV????其中α為膨脹系數(shù)，β為壓縮系數(shù)?，F(xiàn)已查得25℃

7、時(shí)液體水的定容熱容Cv，m=75.2JK－1mol－1α=2.110－4K－1β=4.4410－10Pa－1，而水的Vm＝1810－6m3mol1。試計(jì)算液體水在25℃時(shí)的Cpm=[答案：75.7JK－1mol－1]習(xí)題習(xí)題25一物質(zhì)在一定范圍內(nèi)的平均定壓摩爾熱容可定義為??21QpCpmnTT??其中n為物質(zhì)的量。已知NH3的2113533.642.93102.1310JKmol2KKTTCpm???????????????AA試求算

8、NH3在0～500℃之間的平均定壓摩爾熱容。Cpm[答案：41.4JK－1mol－1]習(xí)題習(xí)題26已知N2和O2的定壓摩爾熱容與溫度的關(guān)系式分別為??????13N27.874.2710Jmol2K13511O36.1620.845104.31010JKmol22KKTCpmTCpmT????????????????????????AAA試求空氣的與溫度的關(guān)系式應(yīng)為如何pmC習(xí)題習(xí)題271molH2在25℃、105Pa下，經(jīng)絕熱可逆過(guò)程

9、壓縮到體積為5dm3，試求⑴終態(tài)溫度T2；⑵終態(tài)壓力p2；⑶過(guò)程的W，△U和△H。（H2的CV，m可根據(jù)它是雙原子的理想氣體求算）[答案：565K；9.39105Pa；5550J；5550J；7769J]習(xí)題習(xí)題2825℃的空氣從106Pa絕熱可逆膨脹到105Pa，如果做了1.5104J的功，計(jì)算空氣的物質(zhì)的量。（假設(shè)空氣為理想氣體，空氣的熱容數(shù)據(jù)可查表或作一近似計(jì)算）[答案：5.01mol]習(xí)題習(xí)題29某理想氣體的Cpm=35.90J