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=1.01?102KPa;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？

A、完成同一过程，只可能有一条不可逆途径

B、不可逆途径是指经该途径所产生的体系变化及环境变化均不能复原。

C、不可逆途径是指经该途径所产生的体系变化可以复原，而环境变化不能复原 D、不可逆途径是指经该途径所产生的体系变化不能复原，而环境变化可以复原 答案: C

7. 可逆热机的效率最高，在其它条件都相同的前提下用可逆热机去牵引火车，能否使火车的速度加快？为什么？

答：不能，因为可逆机的效率虽最高，但速度最慢。

8. 从同一状态出发，不同的绝热过程具有不同的末态。即在相同的始终态之间，不会有多种不同的绝热途径。对否？ 答：正确

9. 夏天将室内电冰箱门打开，接通电源紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热），能否使室内温度降低？为什么？

答：不能。该情况相当于在一个绝热体系中做电功，电机发热只能使室温增加。 10. 可逆机的效率最高。在其它条件都相同时，可逆热机拖动火车行走的距离应该如何？

A.最长 B.最短 C.不一定 答：A

11. 可逆热机的效率最高，在其它条件相同时，可逆热机拖动火车行走的速度应该如何？

A.最快 B.最慢 C.不一定 答：B

12. 一列火车在我国的铁路上行驶，在下述哪一种地理和气候条件下，内燃机的效率最高？

A.南方的夏季 B.北方的夏季 C.南方的冬季 D.北方的冬季 答：D

13. Zn和稀H2SO4作用，(a)在敞口瓶中进行；（b)在封口瓶中进行。何者放热多？何故？

答：在封口瓶中放热多。

14. 下述说法中，哪一个正确？ A.水的生成热即是氢气的燃烧热 B.水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热 C.水的生成热即是氧气的燃烧热

D.水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热 答：A

15. 氧气的燃烧热应为何值

A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不存在 答：D

第三章：

1. 凡熵增加过程都是自发过程，对否？ 答：错，在孤立体系中上述说法正确。 2. 不可逆过程的熵永不减少，对否？ 答：错，在孤立体系或绝热体系中是。

3. 某体系从始态经一个绝热不可逆过程到达终态，为了计算某些热力学函数的变量，可以设计一个绝热可逆过程，从同一始态出发到达同一终态

答：根据熵增加原理，绝热不可逆过程的 ，而绝热可逆过程的 ，从同一始态出发，经历一个绝热不可逆过程后的熵值和经历一个绝热可逆过程后的熵值永不相等。不可能达到同一状态。 4. 绝热循环过程一定是个可逆循环过程

答：对。因为在绝热体系中，如果发生一个可逆变化 △S=0，如果发生一个不可逆变化

△S>0，如果在循环过程中有一步不可逆，体系熵值就增加，便回不到原来的状态。只有步步可逆，△S=0 ，体系才能回到原态。 5. 绝热体系中的熵增加过程是否都是自发变化？

答：绝热体系中的自发变化都是熵增加过程，但熵增加过程并非都是自发变化。 6. 什么是热力学第二定律的前提条件呢？ 热力学第二定律由多种表述形式，其中克式说法和开式说法是最为常见的两种形式（前面我们已经讲过）其中，“不引起其它变化”就是热力学第二定律的前提条件。

7. 下面我们就“不引起其它的变化”做一讨论

“不发生其它变化”应该理解为“体系和环境都完全复原“。也就是说，热力学第二定律是产生在体系“工作了一个循环”这样的前提条件之下的结论。失去这个前提是错误的，本题开头的表述就缺少这个前提。而在例题中，理想气体恒温膨胀是从状态A到达了状态B，并未工作一个循环，所以该变化并不受“热不能全部转换为功“的限制。

8. 热力学第二定律是否能表述为“将热全部转变为功是不可能的；将功全部转变为热则是可能的“？

答：不能。这里没有指出热力学第二定律的前提条件（在没有引起其它变化的条件下）

9. 吉布斯自由能的含义应该是什么？ A.是体系能用于对外做功的能量 B.是体系能用于对外做有用功的能量 C.是在可逆条件下能用于对外做功的能量

D.是在恒温恒压可逆条件下能用于对外做功的能量 E. G=H-TS 解答：E

10. 恒温恒压下，某凝聚相的氧化还原反应在可逆电池中进行，对外做功W点，同时吸热Q。经此变化后，体系的吉布斯自由能变化△G可用下列哪些公式表示？B,D

11. 根据dG=-SdT+Vdp，对任意等温等压过程的dT=0,dp=0,则dG一定等于零。此结论对吗？为什么？

答：题中公式只适用于双变量封闭系统的任意过程。而对于相变和化学反应，若为不可逆过程，则不能适用。

12. -△G代表系统在等温等压条件下所能做的最大非体积功。但根据dG=-SdT+Vdp ，当T与p不变时dG=0 ,即W’=0 。这两种结果是否相矛盾？ 答:不矛盾，公式dG=-SdT+Vdp不适用于有非体积功的情况。

A.

?G?0B.

?G?W电C.

?G??W电?G??H?T?SD.

第四章：无答案

1. 在下述各量中，那些不是化学势？

A、

*Gm,B?U)V,S,nC(C?B)B、( ?nBB?H()T,p,nC(C?B)C、 ?nB??G()T,p,nC(C?B)E、 D、 ?nB?F)T,V,nC(C?B)F、 (?nB答;C

2. 单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势如何？ A.高 B.低. C.相等 D.不可比较 答：A

3. 00C,2p$时，水的化学势比冰的化学势如何？ A.高 B.低. C.相等 D.不可比较 答：B

4. 从多孔硅胶的强烈吸水性能说明自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较，化学势高低如何？

A.高 B.低 C.相等 D.不可比较 答：A

当上述硅胶吸附水达到饱和时，两者化学势如何？

5. 气体的标准态都取压力为ｐ＄，温度为Ｔ，且符合理想气体行为的状态，所以纯气体的只有一个标准态。

6. 混合理想气体中组分ｉ的标准态与混合非理想气体中组分ｉ的标准态相比，其关系如何？

7. 在一个恒温环境中的密闭容器中，放有两杯液体，Ａ杯为纯水，Ｂ杯为糖水。放置一段时间后，会发生什么变化？

8. 在50℃时，液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍，A，B两液体形成理想溶液。气液平衡时,在液相中A的物质的量分数为0.5，则在气相中B的物质的量分数为( ) ： (A) 0.15 (B) 0.25 (C) 0.5 (D) 0.65

9. 关于理想液体混合物，下面的表述中不正确的是： ( ) (A) 理想液体混合物一定是无热溶液，但无热溶液不一定是理想溶液 (B) 理想液体混合物可以是电解质溶液，也可是非电解质溶液 (C) 理想液体混合物中任一组分在所有浓度时都遵守拉乌尔定律 (D) 理想液体混合物是指所有分子之间的引力和分子体积都相仿的多组分体系 10. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 11. 对于纯组分，则化学势等于其自由能

12. 在同一稀溶液中，组分Ｂ的浓度可用ｘＢ、ｍＢ、ｃＢ表示，其标准态的选择不同，则相应的化学势也不同。

13. 下述体系中的组分B，选择假想标准态的是 （1）混合理想气体中的组分B （2）混合非理想气体中的组分B