7. 下列说法何者正确?
(1)临界压力是气体可被液化的最低压力。
(2)气体被液化的必要条件是气体温度小于波义耳温度 (3)在临界点,饱和液体与饱和蒸气的密度相同。 (4)气体的临界状态与气体的性质无关。 A. (4)
B. (3)
C. (2)
D. (1)
8. 理想气体状态方程和范德华状态方程均可适用于 A. 极低压力下的气体
B. 理想气体 C. 中压气体 D. 所有实际气体
9. 1mol 某非理想气体,其的实验值等于 1.01。该气体处于 105Pa 和低于临界温度条件下。现将其压力减少一半,而保持温度不变。则终态和始态的体积比为 A. >2
B. <2
C. 2
D. 1/2
10.气体 A、B、C 都服从范德华方程,其范德华常数 a 和 b 的大小顺序为 a(A)=a(B)>a(C);b(C)>b(B)>b(A)。问三种气体临界温度的大小顺序。 A. Tc(A)=Tc(B)>Tc(C) C. Tc(A)>Tc(B)>Tc(C) 正确答案:
1:B、2:D、3:B、4:D、5:C 6:C、7:B、8:A、9:A、10:C
2 热力学第一定律
B. Tc(A) 练 习 1. 当体系的状态一定时,所有的状态函数有定值。当体系的状态发生变化时,所有的状态函数的数值亦随之而变。这种说法对吗?为什么? 提示 答案:(不对,状态变,必有某些状态函数发生变化,但不一定是全部都变。) 2. 根据道尔顿分压定律,p =∑pB 可见压力是广度性质的状态函数。此说法对吗?为什么? 提示 答案:(不对,道尔顿定律中的分压不是指体系中某一部分的压力,而是指单独存在时所表现出的压力。) 3. 已知体积膨胀系数,等温压缩系数,等容压力系 数,试证:。 提示 答案:(根据循环规则,可证。) 4. 下列说法对吗?为什么? (1)热的东西比冷的东西温度更高。所以,体系温度升高一定从环境吸热,而体系温度不变则与环境无热交换。 (2)热力学能的绝对值可通过功和热的测定而得到。 (3)在一绝热容器中将等量的 100℃ 水与 0℃ 冰混合,体系最后温度将低于 50℃。 提示 答案:〔(1)不对,可通过作功形式改变温度. (2)不对,热力学能的绝对值目前无法测得,热力学第一定律表达式中有 ΔU而不是 U。(3) 对,冰熔化成0℃水需要吸热。) 5. 请列举三种 δW =0 的过程。 提示 答案:〔a. 恒容,b. 真空膨胀,c. 理想气体节流膨胀〕 6. 设一气体经过如图中 A→B→C→A 的可逆循环过程,应如何在图上表示下列各量: (1)体系净做的功: (2)B→C 过程的 ΔU; (3)B→C 过程的 Q。 提示 答案:〔(1).ΔABC 面积 (2).AC 线下面积 (3).ACB 下面积〕 7. 在一个被活塞密闭的容器中有 1mol 碳酸钙,将它加热到 700℃ 即分解。此活塞开始恰置于样品之上,且整个处在大气压之下。当 CaCO3 完全分解,需作多少功? 提示 答案:(-8.09kJ) 8. 下列对可逆过程的描述何者不正确? (1)能使体系和环境完全复原的过程。 (2)在整个过程中体系内部无限接近于平衡态。 (3)完成过程的时间无限长。 (4)一个带活塞储有一定量气体的气缸,设活塞无重量,控制内外压差无限小,缓慢膨胀到终态,再压缩使体系回到始态。 提示 答案:(4) 9. 指出下列说法的错误。 (1)因 Qp =ΔH,Qv=ΔU,所以 Qp 和 Qv 都是状态函数。 (2)在一绝热气缸内装有一定量的理想气体。活塞上的压力一定。当向缸内的电阻丝通电时,气体缓慢膨胀。因该过程恒压且绝热,故 ΔH =0。 (3)100℃,101325Pa 的水向真空蒸发成 100℃ ,101325Pa 的水蒸气。因此过程 W =0 且等压故有 ΔU =Q =ΔH。 提示 答案:〔(1) Q 不是状态函数,与途径有关(只存在于过程中),上述两等式说明可通过一定条件下热效应的测量而求得 ΔH,ΔU。(2) 不对,ΔH=Qp 成立的条件是恒压,无其他功,但此时有电功存在。(3) 不对,过程非等压,Q=ΔU 但 Q≠ΔH〕 10.试证明对任何物质均有 Cp≥Cv。对 1mol 理想气体,Cp,m =Cv,m+R。 提示 答案:(,对理想气体: ) 11.27℃ 时,将 100g Zn 溶于过量稀硫酸中。反应若分别在开口烧杯和密闭容器中进行。哪种情况放热较多?多出多少? 提示 答案:(恒容放热多,多 3816J) 12.在 ,25℃ 下,空气的热容近似为 21J·K-1·mol-1。问在此条件下,加 热一体积为 125m3 的空室至温度升高 10℃。需要热多少?若用 1KW 的加热器加热需要多少时间? 提示 答案:(1073.5 kJ,17.9 min) 13.指出下列过程中 Q、W、ΔU、ΔH 各量是正、是负、还是零? 提示 答案:〔Q(>0,0,0,>0)、W(<0,0,<0,<0)、ΔU(0,0,<0,0)、ΔH(0,0,<0,0)〕 过 程 理想气体可逆等温膨胀 理想气体绝热自由膨胀 理想气体绝热膨胀 理想气体不可逆等温膨胀 Q >0 0 0 W <0 0 <0 ΔU 0 0 <0 ΔH 0 0 <0 >0 <0 0 0 14.在 101.325kPa 下,1mol 100℃ 的水等温蒸发为水蒸气。若水蒸气可视为理想气体,所以 ΔU =0,ΔH =0,由于过程等压且无其他功,故有 Qp =ΔH =0。根据热力学第一定律师 W =0。这一结论对吗?为什么? 提示 答案:(不对,因为有相变化产生,故相变热不为零。) 15.在(a)、(b)图中,AB 线代表等温可逆过程,AC 线代表绝热可逆过程。若从 A 点出发: (1)经绝热不可逆膨胀到达 V2 见图(a),则终点将在 C 之下、B 之上。还是 B 和 C 之间? (2)经绝热不可逆膨胀到达 p2 见图(b) ,则终点在 C 之左、B 之右,或在 B 和 C 之间? 提示 答案:〔(1) 在 B 和 C 之间,(2) 在 B 和 C 之间。〕