热力学基础习题课

1、工程热力学习题课,第79章,7-2、已知湿蒸汽的压力3Mpa，干度0.9、分别用水蒸气表和h-s图 求出hx,vx,ux,sx。 解：查附表2，,7-4、将20、2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200。求容器中压力、焓、蒸汽的质量和体积、输入热量。,B,7-11、汽轮机进气参数为3Mpa，450，蒸汽在汽轮机中绝热膨胀到5kpa后排入冷凝器。求(1)可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功；(2)若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为0.25kJ/(kg.K)，则汽轮机作的功为多少？,定熵过程,（2）不可逆绝热过程,不可逆绝热作功:,7-15 汽轮。

2、1,一、选择题 1. 下列物质中，fHm不等于0的是（ ）A、Fe(s) B、C(石墨) C、Ne(g) D、Cl2(l) 2. 将固体硝酸铵溶于水，溶液变冷，则该过程G、H、 S的符号依次是（ ）A、+，-，- B、+，+，- C、-，+，- D、-，+，+ 3. 已知 MnO2(s)= MnO(s)+1/2O2(g), rHm=134.8kJ/mol，MnO2(s)+Mn(s)=2MnO(s)，rHm=-250.1kJ/mol则，MnO2的标准生成热fHm (kJ/mol)为（ ）A、591.7 B、317.5 C、-519.7 D、317.5 4. 标准状态下，下列离子中Sm为0的是（ ）A、Na+ B、Cu2+ C、H+ D、Cl-,General Chemistry Chapter 4 Homework,第二章 化学热力学基础,D,D,C,C,2,5。

3、例3.1 一活塞汽缸设备内装有kg的水蒸气，由初态的比热力学能,膨胀到,过程中加给水蒸气的热量为 80KJ, 通过搅拌器的轴输入系统18.5,KJ的轴功。若系统无动能、位能的变化，试求通过活塞所做的功,解：,依题意画出设备简图，并对系统与外界的相互作用加以分析。,这是一闭口系，所以能量方程为,方程中W是总功，应包括搅拌器的轴功W1和活塞膨胀功W2，则能量方程为：,讨论1、求出的活塞功为正值，说明系统通过活塞膨胀对外做功,2、我们提出膨胀功,，此题中因不知道,过程中的变化情况，因此无法用此式计算,例32 一闭口系统从状态沿途径到状态，传。

4、工程热力学第二章习题课,1、某闭系中8kg理想气体经历了4个过程，1-2和3-4为绝热过程，变化规律为pv1.4 = const，2-3和4-1为定容过程。已知p1 = 5 MPa，v1 = 0.02 m3/kg，p2 = 2.5 MPa，p3 = 0.8 MPa。试计算各过程的体积功及全过程的净功。,解：由题意知：对于1-2和3-4过程，系统只做体积功，与外界无热传递，而对于2-3和4-1过程，由于无体积的变化，系统只有热量传递，但不做功。对于1-2过程： 因为 pv1.4 = const，即p1v11.4 = p2v21.4 所以 5(0.02)1.4 = 2.5v21.4，求得v2 = 0.0328 m3/kg 故该过程的体积功为：,1、某闭系中8kg理想气体。

5、,p31-9,HII=QII=81.32 kJ,过程2：等温等压可逆蒸发,W II = -p(Vg-Vl)-pVg-nRT,UII =Q II +W II,过程1：向真空蒸发,HI=HII；UI = UII,W I = 0,Q I= UI WI= UI,依状态函数的特点,1-11 汽车发动机（的工作过程可理想化为如下循环过程：（1）利用飞轮的惯性吸入燃料气并进行绝热压缩 （2）点火、燃烧，气体在上死点处恒容升温 （3）气体绝热膨胀对外做功 （4）在下死点处排出气体恒容降温。设绝热指数=1.4 、V1/V2=6.0，求该汽车发动机的理论效率。,解：,绝热可逆压缩,恒容V2升温,绝热可逆膨胀,恒容V1降温,= | W总|/ QII,Q=0 WI=UI=nCvm(T2-T1。

6、1,一、 理想气体的状态方程,其中：,单位体积内的粒子数,玻耳兹曼常数,热学 小结,二、 理想气体的压强公式,其中：,为分子的平均平动动能。,力熟诽腊牢翘溺舶常恶熟睦贼纷独廖亭需迂笺琶若露际耸锗啥密评蛹活皑大学物理28热力学习题课大学物理28热力学习题课,2,三、 理想气体的温度公式,四、 能量按自由度均分定理,多原子分子,单原子分子,双原子分子,五、 迈克斯韦速率分布率,归一化条件(曲线下面积),鲍屯占合烫冀汾意擎愉黎研撇刚蹋龄居崖妙呐渡装员蛮貌逃曰始旱早炽相大学物理28热力学习题课大学物理28热力学习题课,3,六、 三种速率：,最。

7、,答：（ B ）,功和热量都是过程量, 始末状态确定后，不同过程，功和热量是不同的; 而内能是状态量只决定于始末状态, 与过程无关 .,例 一定量的理想气体从体积 膨胀到体积 分别经过如下的过程，其中吸热最多的过程是什么过程？（A-B等压过程；A-C 等温过程；A-D 绝热过程）,解,例 一定量理想气体的循环过程如 PV 图所示，请填写表格中的空格.,50,50,0,-100,150,0,150,25%,例：一定量的理想气体经历 acb 过程时吸热 200 J，则经历acbda 过程时，吸热多少？,解,例：讨论理想气体下图过程中，各过程 的正负。,A B,A 2 B,A 1 B,例 已知 2 mol 。

8、1,习题课,2,一、判断对错题,1.各种气体的气体常数都相同。,2.在相同的温度和压力下，各种气体的摩尔体积相同。,3.理想气体热力学能和焓都是温度的单值函数。,4理想气体的定压摩尔热容与定容摩尔热容的差值与状态无关，与气体种类有关。,5理想气体的比热容都是常数。,(),(),(),(),(),3,二、思考题,1. 当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？,答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。,2. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？,答：不正确。不可逆过程是指不论用任何方法都不能在外。

9、普通化学习题课 2-化学热力学,冯玮 2005.9.26,主要内容：,作业中的问题 热力学要点概述 热力学中的难点问题 例题,1.作业中存在的问题：,“”的使用 有效数字 解题思路 稀溶液依数性的计算,lg1.02=0.009,先分析反应过程，确定始、终态， 再套用原理、公式进行计算,分清x,m,c的使用,2.热力学要点概述：,热力学基本定律：,基本函数及其关系：,过程函数: Q, W。,状态函数: U, H, S, G。,过程函数变化值的计算：,W的计算：,Q的计算：,其他具体过程的Q采取实验方法测得,状态函数变化值的计算：,T=0，p=0， 等温等压最大非体积功。,化学反应H，G。

10、一.填空题1稀溶液中溶剂的饱和蒸气压下降值只与溶质的_有关而与溶质的_无关。2 .若液态混合物中组分B的活度系数小于1，则该组分对拉乌尔定律产生_偏差。3.反应 2CuBr2(s)=2CuBr(s)+Br2(g) 在478K进行,溴化铜的分解压力为4.66kPa,此温度下反应的标准平衡常数 K=_。4.二元合金处于低共熔温度时，物系的自由度F_。5. 在450时，向抽空容器中通入n(N2): n(H2)=1:3的氮气和氢气的混合物，并建立N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的平衡，则系统的独立组分数C_;自由度数F_。6.与拉乌尔定律产生_正负偏差的系统能形成恒沸混合物。而恒沸混合物不是化合物，因为。

11、热力学与统计物理习题,3、一理想气体，初态温度为T，体积为VA，经准静态等温过程体积膨胀为VB。求过程前后气体的熵变。,另一种解法：,4.理想气体初态温度为T,体积为VA,经绝热自由膨胀过程体积为VB,求气体熵变,证明该过程是不可逆的.,6.证明：,麦氏关系,7.证明：,8.证明理想气体经节流过程后温度保持不变,理想气体经节流过程前后温度不变,10.已经黑体热辐射压强P与辐射能密度u之间满足P=u/3,求辐射的内能、熵、吉布斯函数以及辐射能在等温过程中体积由V1变到V2时所吸收的热量,热力学与统计物理习题,6试求理想气体双原子分子的转动熵,转动能。

12、热力学基础习题课,一、基本要求,1、掌握功、热量和内能的概念，理解平衡过程。,3、理解循环过程和卡诺循环,4、理解热力学第二定律的两种叙述，理解可逆过程和不可逆过程。,2、熟练分析、计算理想气体等值过程中功、热量和内能。,二、基本内容,1、功、热量、内能,2、热力学第一定律及其应用,(过程量),(过程量),(状态量),等值过程中 和 的计算见附表,附表：,3、热循环,4、热力学第二定律的两种表述,（1）正循环,卡诺循环,（2）逆循环,卡诺逆循环,克劳修斯 “热量不能自动的从低温物体传向高温物体”,开尔文 “其唯一效果是热全部转变为功的。

13、热力学基础小结及习题课,一、热力学第一定律,二、热力学第一定律的应用,1.热机效率,2.致冷系数,3.卡诺机,三、循环过程,卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。,两条绝热线下的面积相等,1.图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程，其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程，图(a)和(b)则为半径不等的两个圆那么： (A) 图(a)总净功为负图(b)总净功为正图(c)总净功为零 (B) 图(a)总净功为负图(b)总净功为负图(c)总净功为正 (C) 图(a)总净功为负图(b)总净功为负图(c)总净功为零 (D) 图(a)总净功为正图(b)总净功为正图。

14、解：对等压膨胀：,1. 对于室温下的双原子分子，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q为,热力学基础,所以,由理想气体状态方程，得,解：三个过程的E相同并且0； 三个过程对外做功0;,对于绝热过程，,对b1a过程，,对b2a过程，,解：两种气体经历等容过程,升高相同温度,对于氦气,对于氢气,由于两种气体初始状态具有完全相同的p,V,T,解：由理想气体状态方程求出该过程体积变化规律,由p-T图可知,解：理想气体的内能,理想气体状体方程,因此，在EV中p表示直线的斜率，即在该过程p保持恒量,解：题设包括两个的过程T相同E相。