热力学第一定律表达式适用于敞开系统吗?为什么?

第二章 分离过程热力学_图文_百度文库
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第二章 分离过程热力学
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热力学第一定律与第二定律练习题日期:
热力学第一定律与第二定律练习题1.填空1)在通常情况下,体系内部如含有相,则称为多相体系。在整个 封闭 (封闭,开放,孤立)体系中,相与相之间没有任何限制条件,在它们之间可以有 物质的交换 、 热量的交换 和 功的交换 ,也就是说每个相是互相敞开的。2)乙醇液体在正常沸点温度及平衡压力下蒸发为乙醇蒸气,过程的?H与?S的关系是;?H 与Q的关系是 ;计算?H所需要的$$热力学基础数据是 ??fHm(g)和?fHm(l)3)选择“>”、“<”、“=”中的一个填入下列空格:理想气体节流膨胀,ΔS > 0,ΔG < 0。4)对一封闭体系,非体积功Wf =0时,下列过程中体系的ΔU,ΔS,ΔG何者必为零?(1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程;(2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程;(3) 某物质经一循环恢复原状态5)吉布斯自由能判据的适用条件是。6)在只做体积功的封闭体系中,过程的ΔA的符号为负,不能确定)。7)一单组分、均相、封闭体系,在不作非体积功情况下进行变化,当熵和压力恢复到原来数值时ΔG= 零 (大于零,小于零,等于零)。单组分是双变量体系8)5mol单原子理想气体的(?H/?T)V?·K-1。(?H/?T)V?T(?S/?T)V?V(?p/?T)V?CV?nR?nCp,m?(5/2)nR=12.5R9)刚性绝热容器内发生反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),以容器整体为系统,ΔU和ΔH两者当中为零的是;若反应在绝热恒压容器中进行,仍以容器整体为系统,ΔU和ΔH为零的是 ΔH 。10)理想气体的定温可逆膨胀体系做的功最 大 ,定温可逆压缩环境做的功最 小 。11)选择“>”、“单项选择题1)1mol单原子分子理想气体,从始态p1=202650Pa,T1=273K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为( A )(A) 17.02kJ (B) -10.21kJ(C) -17.02kJ (D) 10.21kJ p2=405300Pa则ΔH为:p1p2T2?p2???????T2?4T1V1V2T1?p1??H?nCp,m(T2?T1)?5R?3T1?17.02kJ 22,2)封闭体系中,有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径? ( C )(A) 一定是可逆途径 (B) 一定是不可逆途径(C) 不一定是可逆途径 (D) 体系没有产生变化3)当体系将热量传递给环境之后,体系的焓: ( D )(A) 必定减少 (B) 必定增加(C) 必定不变 (D) 不一定改变4)下列关系式中哪个不需要理想气体的假设? ( C )(A) Cp-Cv=nR(B) (dlnp)/dT=ΔH/(RT2)(C) 对恒压过程,ΔH=ΔU+pΔV(D) 对绝热可逆过程,pV=常数。5)对于孤立体系中发生的实际过程,下列关系中不正确的是( D )。A.W=0 B.Q=0C.ΔU=0 D.ΔH=06)如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电?一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有( B )。A.W=0,Q0,Q0C.W0 D.W07)某物质B的标准摩尔燃烧焓为?cHm(298.15K)??200kJ?mol,则该物质B在298.15K时燃烧反应的标准摩尔焓变?rHm为( A )。A.?200kJ?mol B.0kJ?molC.200kJ?mol?1?1?1$?1$ D.40kJ?mol ?18)在实际气体的节流膨胀过程中,哪一组描述是正确的( C )。A.Q>0,ΔH=0,Δp0C.Q=0,ΔH=0,Δp9)一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机拖动的列车运行的速度( B )。A.较快 B.较慢C.一样 D.不一定10)某非理想气体服从状态方程pV =nRT +bp(b为大于零的常数),1mol该气体经历等温过程体积从V1变成V2,则熵变ΔSm等于( A )。A.Rln(V2-b)/ (V1-b) B.Rln(V1-b)/ (V2-b)C.Rln(V2/ V1) D.Rln(V1/ V2)11)1mol理想气体经过一个恒温不可逆压缩过程,则该过程( B )。A.ΔG>ΔA B.ΔG=ΔAC.ΔG12)恒温恒压条件下,某化学反应若在电池中可逆进行时吸热,据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零?( C )。A.ΔU B.ΔHC.ΔS D.ΔG13)对实际气体绝热自由膨胀过程,下列描述不正确的是( A )。A.一定是温度降低的过程 B.不一定是温度降低的过程C.一定是热力学能不变的过程 D.一定是体积增大的过程简答题1.当系统向环境传热()时,系统的热力学能是否一定减少?为什么? 答:不一定,如理想气体等温可逆压缩时系统向环境传热但温度不变。2.进行下述过程时,系统的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG何者为零?(1)非理想气体的卡诺循环:(2)隔离系统的任何过程:(3)在100℃,105 Pa下1mol水蒸发成水蒸气:(4)绝热可逆过程:答:(1) ΔU、ΔH、ΔS和ΔG均为零; (2) ΔU为零;(3) ΔG为零; (4) ΔS为零 计算题1.(5分)已知反应CH3COOH(l)+2O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l)在298.15K,标$准压力下的?rSm??2.6J?K?1?mol?1,试求CH3COOH(l)在298.15K,标准压力$(CO2,g)?213.64J?K-1?mol-1,下的标准摩尔熵Sm(CH3COOH,l)。已知:Sm$$$(O2,g)?205.03J?K-1?mol-1。 Sm(H2O,l)?69.94J?K-1?mol-1,Sm解:?rS$??BB(m?S$B$$$$$Sm[CH3COOH(l)]?2Sm[CO2(g)]?2Sm[H2O(l)]?2Sm[O2(g)]??rSm?159.8J?K?mol-1-12.300.15K时1mol理想气体,压力从p?经等温可逆压缩到10 p?,求Q,W,?Um,?Hm,?Sm,?Fm和?Gm。[解] 因为是理想气体等温变化,所以?Um=0,?Hm=0?Q?W???pdV??Vdp?RTlnp2?5.747kJ?mol?1 p1?Fm=?Gm=W=5.747kJ·mol -1因为是可逆压缩,所以?Sm?QR/T??5747J?mol?1/300.15K=?19.14J?K?1?mol?13.请判断在下列过程中,体系的ΔU,ΔH,ΔS,ΔF,ΔG中有哪些一定为零?(A)苯和甲苯在常温常压下混合成理想液体混合物(B)水蒸气经绝热可逆压缩变成液体水(C)恒温、恒压条件下,Zn和CuSO4溶液在可逆电池中发生置换反应(D)水蒸气通过蒸汽机对外做功后恢复原状(E)固体CaCO3在p?分解温度下分解成固体CaO和CO2气体[答] (A) ΔH=0,ΔU=0(B) ΔS=0(C) 全不为零(D) 全都为零(E) ΔG=04.在298.2K的等温情况下,两个瓶子中间有旋塞连通,开始时一瓶放0.2mol O2,压力为0.2p?。另一瓶放0.8mol N2,压力为0.8p?。打开旋塞后,两理想气体混合,计算:(1)终态时瓶中的压力;(2)混合过程的Q,W,?mixU,?mixS,?mixG;(3)如果等温下可逆的使气体恢复原状,计算过程的Q和W。[解] (1)V1=n1RT/p1=24.47dm3 ,V2=n2RT/p2=24.47dm3 ,p终=n总RT/V总=50.66kPa(2)理想气体等温混合,?mixU=0,总体积没有变化,W=0,Q=0, ?mixS??SO2??SN2??nO2Rln(VO2/V总)?nN2Rln(VN2/V总)?5.763J?K?1?mixG??GO2??GN2?nO2RTln(pO2,终/pO2,始)?nN2RTln(VN2,终/VN2,始)??1.719kJ-1(3)恢复原状,?mixU=0,?mixS= -5.763J·KQR=T?mixS??1.719kJ,W= - QR?1.719kJ5.请证明下列关系式:(1)??H/?V?T?T??p/?T?V?V??p/?V?T(2)??H/?p?T?V?T??V/?T?p[证] (1)dH?TdS?Vdp(?H/?V)T?T(?S/?V)T?V(?p/?V)T?T(?p/?T)V?V(?p/?V)T(2)(?H/?p)T?T(?S/?p)T?V?V?T(?V/?T)p本文由(www.wenku1.com)首发,转载请保留网址和出处!
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第四章均相敞开系统热力学及相平衡准则 (1)
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