热力学

1．给物质同等的热量，一定使它提高同等的温度吗？给物质以热量，一定会使它的温度提高吗？

答：热量和温度是不同的概念。给物质以热量使其温度升高多少还与其热容量有关，同等的热量给其热容量小的物体，其温度将有较大的升高。给物质以热量，不一定会升高它的温度，例如在冰的熔解或水的蒸发等相变过程中便是如此

2．日常温度计多用水银或酒精作测温物质，用水岂不更便宜？设想一下，如果有人用水来作温度计的测温物质，会产生什么问题？用水温度计测两盆凉水的温度时，若显示出水柱的高度一样，是否两盆水的温度一定相等？这违反热力学第零定律吗？

答：一定质量的水在4。c时体积最小，大于或小于此温度体积都有所膨胀。用水来作温度计的测温物质，则会出现不同温度下温度计读数一样的问题。用水温度计测两盆温度在4。c上下的凉水时，即使显示出水柱的高度一样，两盆水的温度却是不相等的。这并不违反热力学第零定律，该定律说：“在与外界影响隔绝的条件下，如果物体A、B分别与处于确定状态下的物体C达到热平衡，则物体A和B也是相互热平衡的。”在这里两盆凉水分别是物体A、B，水温度计是物体C.水温度计分别与两盆凉水达到热平衡时只是体积相等，但并不处于同一确定的热力学状态。

3．节日向天空释放许多彩色氢气球，这些气球最后的结局如何？

随着氢气球升高，外界压强减小，气球膨胀，最后气球爆破。

4．载人橡皮艇在白天还是夜晚吃水深？

夜晚温度低，橡皮艇内气体密度大，吃水深。

5．尽管分子的微观动力学是可逆的。但是，大量的事实告诉我们，宏观过程是不可逆的。热量总是从高温物体传到低温物体，而不会自发地倒过来；俗话说，覆水难收。如果你把一杯水倒进一桶水里，你再也无法取回同样的一杯水来。什么道理？这是什么在起作用。

温度或物质不均匀分布是非平衡态，而均匀分布是平衡态，前者的概率比起后者是微乎其微的。所以，前者向后者自发地过渡很自然，而后者向前者过渡的概率之小，堪称旷世奇迹。宏观热力学理论把这一切归结到一条定律中，即热力学第二定律，并引进了“熵”这样一个物理量来刻画它。

按热力学第二定律，没有外部的干预，一个孤立系统的熵只能自发地增加，而不会减少。处于热平衡态时熵达到极大，这就是所谓“熵增加原理”。然而，在宏观理论框架里熵的本质是看不清楚的，玻耳兹曼在引进H函数之后给了熵(记作S)一个微观的定义，即

S=klnΩ

上式中的k是玻耳兹曼常量，Ω就是微观量子态的数目，即宏观态出现的概率。不难看出，熵与H的关系是

S=—kH

即H相当于负熵。

从上面的分析可见，熵增加原理的本质。

6．已知，在25℃时反应

H2(气)+Cl2（气）→2HCl(气)

的反应焓为?H反应=—184.62 kJ/mol，定压摩尔热容分别为Cpmol(H2)= 28.6 J/(mol.K)；Cpmol （C12) = 32.2 J/(mol K)和Cpmol (HCl) = 28.5 J/(mol . K)。求75℃时的反应焓。

解：△H反应（75℃）=△H反应（25℃）+△Cp（75-25）℃

=-184.62+（2×28.5-32.2-28.6）×10-3×50

=-184.81kJ／mol．

7．试比较内能、热量和温度三个概念的异同与联系。“焓”一词英文旧称heat content，即物体中“含有的热量”，这名词恰当吗？冰吸收熔解热而融化为水，我们能说“水比冰含有更多的热量”吗？正确的说法应如何？

8．给自行车打气时气筒变热，主要是活塞与筒壁摩擦的结果吗？试给此现象以正确的解释。因为打气筒在打气过程中，打气筒活塞与筒壁上下摩擦,机械能转化为内能,使气筒外壁变热;另一方面,活塞也压缩气体做功,使气体的内能增大,温度升高,通过热传递也使气筒外壁发热.

9．在暖水瓶内灌满开水后塞上瓶塞，瓶塞不会跳起来。当你倒些水出来以后再塞上瓶塞，瓶塞过一会儿往往会跳起来。试解释之，并在p-v图上画出瓶内空气经历的过程。

10．设居室的四壁基本上是绝热的。但是，有漏气现象存在，使室内空气的压强与外界的气压平衡。冬季到了，室内开始生火。某甲不懂物理，某乙学过一点物理，某丙比较熟悉热力学的概念。下面是他们的对话：

丙：你们说，屋子里为什么要生火？

甲：为了要暖和呗！

丙：你是说生火使室内空气的温度升高？

甲：是的。

乙：生火使室内空气的能量增加。

甲：用态函数的术语来表达，你说的“能量”指什么？

乙：内能。

甲：不对！这是等压过程，应指的是“焓”。

他们谁说得对？设空气可看作理想气体。

按理想气体模型计算，大气压恒定和居室体积不变的条件下，炉火产生的能量被露出的空气带走，室内空气的内能和蛿都没有变化，然而熵减小了，所以说屋内温度升高是正确的，说屋内空气内能或蛿增加都是不对的。

11．夏天将冰箱的门打开，让其中的空气出来为室内降温，这方法可取吗？

答：冰箱是一种制冷设备，低温热源是冰箱内部，高温热源是室内环境。冰箱在制冷过程中把更多的热量排放给室内。将冰箱的门打开，可以使室内部分热量传到冰箱里，冰箱进一步制冷会产生更多的热量排放出来。打开冰箱的门来为室内降温的办法，不但费电，而且效果适得其反，有更多的热量从冰箱排到室内。此法绝不可取。

12．冬天用空调机或电炉取暖，何者较省电？

答：用空调机制热时与电冰箱类似，是逆循环，外界是低温热源。室内是高温热源。它传给高温热源的热量多于所作的功，所以比用电炉取暖省电。

13．你认为，效率公式

η=（T1-T2）/T1

对非理想气体的可逆卡诺循环成立吗？不妨用范德瓦耳斯气体为例来验证一下你的想法。

14．请证明克劳修斯（热力学）熵与波尔兹曼（统计学）熵的统一性。

15．一般，熵判据、自由能判据和自由焓判据各有各的外部约束条件。已知，物体系内部各部分之间达到平衡的条件有三个，即热平衡条件、力学平衡条件和相平衡条件。另外，还有化学平衡条件。它与相平衡条件实质上相同，只是写法不同。这些平衡条件是：

(1)热平衡条件：系统内部温度均匀。

(2)力学平衡条件：系统内部压强均匀。

(3)相平衡条件：系统内各相化学势相等。

试从熵判据导出力学平衡条件；试从亥姆霍兹自由能判据导出相平衡条件。

16．常有人说，热力学第二定律的意思就是“热不能全部转化为功”。这可以作为热力学第二定律的一种表述吗？

答：热力学第二定律开尔文的完整表述是“不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。”题中的说法与之比较，少了“从单一热源吸取热量”和“不产生其它影响”两层意思，这都是缺一不可的。没有“从单一热源吸取热量”的话，我们可以把高温热源和低温热源合起来看成一个系统，热机从这系统吸收热量Q。，又把热量Q2还给了这一系统，所以热机从这个系统吸收的热量Q=Q。一Q：全部转化为功了，这是可能的。“单一热源”是指“单一温度的热源”，若两热源温度不同，合起来看成一个系统也不是“单一热源”，两个温度相同的热源不在一起，还是“单一热源”。热力学第二定律的表述中“不产生其它影响”语句之不可缺。

17．人死不能复生，破镜不能重圆，这些固然都是不可逆转的过程。热力学里“不可逆过程”的涵义是否仅限于此？它的完整表述应是怎样的？

答：热力学第二定律的完整表述是克劳修斯表述或开尔文表述，其内容的涵盖远超出了“人死不能复生，破镜不能重圆”一类现象。

18．无论在热力学第二定律的克劳修斯表述里还是开尔文表述里，后面都有“而不引起其它

变化”或“而不产生其它影响”之类的话，这是什么意思？这话重要吗？略去不行吗？答：热力学第二定律的表述里“而不引起其它变化”或“而不产生其它影响”之类的话是绝对不能省略的，否则就会有违反热力学第二定律的事例出现。

19．下列过程是否可逆？为什么？

(1)室内一盆水在恒定的温度下慢慢地蒸发；

(2)通过活塞缓慢地压缩容器中的空气（设活塞与器壁间无摩擦）；

(3)将封闭在导热性能不好的容器里的空气浸到恒温的热浴中，使其温度缓慢地由原来的T1升到热浴的温度T2。

(4)在一绝热容器内不同温度的两种液体混合。

答l(1)不可逆，因为水的气液两相处于不平衡状态。(2)这是准静态的等温(或绝热)压缩过程，可逆。(3)这是准静态的热传导过程，可逆。(4)这是不可逆的混合过程。

20．试计算A-B二元系相图。这时假设：液体(L)和固溶体(α)都是理想溶体；而且A、B的熔化熵根据理查德定律，其数值等于气体常数R；另外A、B的液体和固体间的自由能差分别都与温度和熔点之间的差值成比例。最后，请绘出假定两组元的熔点分别为TA =1000 K，TB=500 K时的计算相图和T =800 K时的自由能曲线。（提示：首先写出A、B两组元的化学势表达式，再根据假定，写出两组元的固体与液体的自由能差与两组元的熔点之间的关系，进而得到液相与固相的平衡条件，整理上述关系式，即可得到液相线和固相线的表达式。）

21．为何说熵是一种新的世界观？谈谈你的认识与看法。

熵的理论最可借鉴的地方在于将世界看作一个系统组织，从整体上认识和规划世界的发展，将事物看作不断变动和普遍联系的而非孤立静止的；还有提醒人们无效的能量、物质和信息的存在及其意义。和世界其它部分一样，信息也必然包括有效和无效的两方面，信息的熵的存在是一种必然，也是必需的。

另外，在现代社会信息的爆炸式发展，也同样产生了无数的信息垃圾，引起环境的巨大混乱，所谓“信息焦虑”。我们依赖于高速的信息流通，但是为选择和处理信息、应付信息垃圾的干扰又要耗费大量精力，这到底是效率的提高还是降低，是进步还是退步？如何建设一个低熵的信息生产和传播体系？这是我们需要思考的。

22．你认为热力学与动力学究竟给我们以什么样的方法论启示？谈谈你对材料热力学和材料动力学的认识和体会。

热力学双语练习

1) one mole of a monatomic ideal gas in the initial state T=273K, P=1atm, is subject to the following three processes, each of which is conducted reversibly. a. a doubling of its volume at constant pressure b.Then a doubling of its pressure at constant volume c.Then a return to the initial state along the path p=6.643*10-4V2+0.6667 Calculate the heat and work effects, which occur during each of the process. Solution: a)2.27kJ; b）0J; c）-0.0149J 2) The initial state of a quantity of monatomic ideal gas is P=1atm V=1liter and T=373K. The gas is isothermally expanded to a volume of 2 liters and is then cooled at constant pressure to the volume V. this volume is such that a reversible adiabatic compression to a pressure of 1 atm returns the system its initial state. All of the changes of state are conducted revisable adiabatic. Calculate the total work done on or by the gas Solution: 1.3J 3)two moles of a monatomic ideal gas are at contained at a pressure of 1 atm and temperature of 300K, 34.166j of heat are transferred to the gas as a result of which the gas expands and does 1216 joules of work against its surroundings. The process is reversible. Calculate the final temperature of the gas. Solution: 252.5K 4)one mole of N2 gas is contained at 273 K and a pressure of 1 atm. The addition of 3000 joules of heat to the gas at constant pressure causes 832 joules of work to be done during the expansion*(. Calculate (a) the final state of the gas, (b) the value of △U and △H for the change of state. And (c) the values of C V for N2 . Assume that nitrogen behaves as an ideal gas. and that the above change of state is conducted reversibly. Solution: a)P=1atm, T=373K, V=30.6L; b) △H=3000J, △U=2168J ; (c)C V= 2.5R 5) ten moles of ideal gas, in the initial state P1 =10 atm, T1 =300K, are taken round the following cycle: a) a revisable change of state along a line path on the P-V diagram t the state P=1atm T=300K b) a reversible isobaric (constant pressure) compression to V=24.6 liters and c) a reversible constant volume process to P=10 atm how much work is done on or by the system during the cycle? Is this work done on the system or by the system Solution: 35KJ 6) one mole of an ideal gas at 25℃and 1atm undergoes the following reversible conducted cycle: a)an isothermal expansion to 0.5 atm, followed by b)an isobaric expansion to 100℃ followed by

热力学作业

第三章 热力学作业 3-9 0.32kg 的氧气作如图3-36所示的循环，循环路径为abcda ， V 2＝ 2V 1， T 1＝ 300K ，T 2＝200K ，求循环效率。设氧气可以看做理想气体。 解： mol M M mol 10032 .032.0===ν 氧气为双原子分子， R c v 25= a-b 为等温过程，0=?E J V V RT A Q 412 11110728.12ln 30031.810ln ?=???===ν 此过程系统从外界吸热J 410728.1?，全部用来向外做功。 b-c 为等体过程，A ＝0 () J T T c E Q v 4122100775.2)300200(31.82 510?-=-???=-=?=ν 此过程系统向外放热J 4100775.2?，系统内能减少J 4100775.2?。 c-d 过程为等温过程，E ?＝0 J V V RT A Q 42 1 22310152.121ln 20031.810ln ?-=???===ν 此过程外界对系统做功J 410152.1?，系统向外放热J 410152.1? d-a 为等体过程，A ＝0 () ()J T T c E Q v 4214100775.220030031.82 510?=-???=-=?=ν 此过程系统从外界吸热J 4100775.2?，使内能增加J 4100775.2?。 热机效率为 ()()%14.150775 .2728.1152.10775.20775.2728.1＝＝－吸放吸++-+=Q Q Q η

3-14 一个卡诺致冷机从0℃的水中吸收热量制冰，向27℃的环境放热。若将 5.0kg 的水变成同温度的冰（冰的熔解热为 3.35×105J ／kg ），求：（l ）放到环境的热量为多少？（2）最少必须供给致冷机多少能量？ 解： 设高温热源温度为T 1，低温热源温度为T 2 T 1＝27+273＝300K ，T 2＝0+273＝273K （1） 设此致冷机从低温热源吸热为Q 2，则 J ＝＝Q 65210675.11035.30.5??? 设此致冷机致冷系数为ε，则 11.10273300273212 ＝＝ －T T T ＝-ε 由212 －Q Q Q ＝ε，可得放到环境中的热量为 J ＝＝Q Q ＝Q 666 22 110841.110675.111.1010675.1???＋＋ε （2） 设最少必须供给致冷机的能量为A ，则 J ＝－Q Q A 566211066.110675.110841.1???=-=

热力学在生活中的应用

本科课程论文 题目热力学在生活中的应用 学院工程技术学院 专业机械设计制造及其自动化 年级 学号 姓名 指导老师

2014年11月20日 目录 1.摘要 (3) 2.关键字 (3) 3.前言 (3) 4.正文 (3) 4.1热力学第一定律 (3) 4.2热力学第二定律 (4) 4.3生活中的热力学现象及应用 (4) 4.4 热机 (5) 4.5 结论 (6) 5.参考文献 (7)

热力学在生活中的应用 1.摘要：热力学第一和第二定律是热力学的最基本最重要的理论基础，其中热力学第一定律从数量上描述了热能与机械能相互转换时数量的关系。热力学第二定律从质量上说明热能与机械能之间的差别，指出能量转换是时条件和方向性。在工程上它们都有很强的指导意义。 2.关键字：热力学生活应用热机 3.前言：热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社

会的快速发展也不可避免地损失部分能量并对环境造成一定程度的污染。 4.正文： 4.1 热力学第一定律 热力学第一定律：热力学的基本定律之一。是能的转化与守恒定律在热力学中的表现。它指出热是物质运动的一种形式，并表明，一个体系内能增加的量值△E（=E末-E 初）等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和，可表示为△E＝W＋Q。 对热力学第一定律应从广义上理解，应把系统内能的变化看作是系统所含的一切能量（如化学的、热的、电磁的、原子核的、场的能量等）的变化，而所作的功是各种形式的功，如此理解后，热力学第一定律就成了能量转换和守恒定律。在1885年，恩格斯把这个原理改述为“能量转化与守恒定律”，从而准确而深刻地反映了这一定律的本质内容。 同时热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造的。在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械,这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，这种不需要外界提

热力学作业答案

热力学作业答案 The pony was revised in January 2021

第八章 热力学基 础 一、选择题 ［ A ］1.（基础训练4）一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D. (D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。 【提示】功即过程曲线下的面积，由图可知AD AC AB A A A >>； 根据热力学第一定律：E A Q ?+= AD 绝热过程：0=Q ； AC 等温过程：AC A Q =； AB 等压过程：AB AB E A Q ?+=，且0 >?AB E ［ B ］2.（基础训练6）如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p 0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 (A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ．

【提示】该过程是绝热自由膨胀：Q=0，A=0；根据热力学第一定律Q A E =+?得 0E ?=，∴0T T =；根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =；已知02V V =，∴0/2p p =. ［ D ］3.（基础训练10）一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为 E ?，熵增量为S ?，则应有 (A) 0......0=???=?S E 【提示】由上题分析知：0=?E ；而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过程，故熵增加。 ［ D ］4.（自测提高1）质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加1倍．那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小． (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小． (D) 等压过程中最大，等温过程中最小． 【提示】如图。等温AC 过程：温度不变，0C A T T -=； 等压过程：A B p p =，根据状态方程pV RT ν=，得： B A B A T T V V =，2B A T T ∴=，B A A T T T -=

标准热力学数据

标准热力学数据（298.15K） https://www.sodocs.net/doc/eb16420455.html, 2005-6-7 20:58:37 来源：生命经纬 化学式（状态）H G S 氢（hydrogen） H2（g）0 0 130.57 H+（aq）0 0 0 锂（lithium） Li（s）0 0 29.12 Li+（aq）-278.49 -293.30 13.39 Li2O（s）-597.94 -561.20 37.57 LiCl（s）-408.61 -384.38 59.33 钠（sodium） Na（s）0 0 51.21 Na+（aq）-240.12 261.89 58.99 Na2O（s）-414.22 -375.47 75.06 NaOH（s）-425.61 -379.53 64.45 NaCl（s）-411.65 -384.15 72.13 钾（potassium） K（S）0 0 64.18 K+（aq）-252.38 -283.26 102.51 KOH（s）-424.76 -379.11 78.87 KCl（s）-436.75 -409.15 82.59 铍（beryllium） Be（s）0 0 9.50 BeO（s）-609.61 -580.32 14.14 镁（magnesium） Mg（s）0 0 32.68 Mg2+（aq）-466.85 -454.80 -138.07 MgO（s）-601.70 -569.44 27.91 Mg（OH）2（s）-924.54 -833.58 63.18 MgCl2（s）-641.32 -591.83 89.62 MgCO3（s）-1095.79 -1012.11 65.69 钙（calcium） Ca（s）0 0 41.42 Ca2+（aq）-542.83 -553.54 -53.14 CaO（s）-635.09 -604.04 39.75 Ca（OH）2（s）-986.09 -898.56 83.39

热力学在药学中应用

学院：信息科学与技术学院院系：电子信息工程 学号: 2014508260 姓名：宋亚男

热力学方法在药学中的应用 摘要 本文通过对热力学在药物研究中的应用，叙述了物理化学在药学领域内的应用前景，并提示了新的边缘学科的广阔空间。论述了热力学在药物制剂研究中的方法和思路。热力学与药理学中受体研究相结合的思维方法。介绍了热力学在药物相互作用研究中的应用和对细菌的热力学研究。并介绍了物理化学在骨组织愈合及肌肉组织中的应用。 关键词：热力学应用物理化学 Abstract In this paper, the application of physical chemistry in pharmaceutical field is described by the application of thermodynamics in drug research. This paper discusses the methods and ideas of thermodynamics in the study of pharmaceutical preparations. Thinking method of the combination of thermodynamics and pharmacology in receptor research. This paper introduces the application of thermodynamics in the study of drug interactions and the thermodynamics of bacteria. The application of physical chemistry in the healing of bone tissue and muscle tissue was introduced. Key words: thermodynamic application of Physical Chemistry 自然科学有若干分支，其中以大量基本粒子构成宏观体系为研究对象的科学之一就有物理化学。热力学第二定律指出，大量粒子构成的孤立体系中，自发变化朝着消除差别、均匀，混乱度增加，作功能力减小的方向进行。本文试图通过热力学在药物研究中的应用，以说明物理化学中的热力学在药学领域内的应用前景。 1. 药物制剂热力学研究 １.１药物晶型热力学特性与疗效 自19世纪20年代发现磷酸钠有两种晶型以来，药物多晶型现象引起了人们极大的兴趣。尤其是本世纪60年代以后，由于人们对晶型进行了结晶化学和热力学方面的研究，加之生物药剂学的发展，从而对于药物的晶型变化以及晶型对药品质量与临床药效影响的认识逐渐深入，其重要意义日益受到人们的重视。 １.2药物晶型热力学研究的实用价值 1.2.1晶型不同的药物其理化性质可能有所不同。且生物利用度也可能有 一差别。药物的各种晶型之间可发生相互的变型，可分为两种变型：一种为单变过程(不可逆变型)；另一种为双变过程(可边变型)。对于单变型的两种晶型，在常温下必有一种较为稳定。药物品型的转变过程是相变及相平衡的物理过程，这一过程与其热力学特性密切相关。因此，在药物多晶型的研究中，不仅要检测出其不同的晶型，而且还要搞洁多晶型在转型中

作业(热力学答案)

作业8（热力学） 一、选择题 [ ] 1. 有A 、B 两种不同的容器，A 中装有单原子理想气体，B 中装有双原子理想气体，若两种气体的压强相同，则这两种气体的单位体积内的内能之间的关系为： (A) A B E E V V ????< ? ?????； (B) A B E E V V ????> ? ?????；(C) A B E E V V ????= ? ?????；(D) 无法判定 [ ] 2. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比W/Q 为： (A) 1/3； (B) 1/4； (C) 2/5； (D) 2/7 [ ] 3.“ 理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功”。对此说法有如下几种评论，其中正确的是： (A) 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律； (B) 违反热力学第一定律，但不违反热力学第二定律； (C) 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律； (D) 违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律 [ ] 4.在给出的4个图像中，能够描述一定质量的理想气体在可逆绝热过程中密度随压强变化的图像为： (A) (B) (C) (D) [ ] 5. 一定质量的理想气体经过压缩过程后，体积减小为原来的一半，如果要使外界所做的机械功为最大，那么这个过程应是: (A) 绝热过程； (B) 等温过程；(C) 等压过程；(D) 绝热过程或等温过程均可 [ ] 6. 关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1)可逆热力学过程一定是准静态过程；(2)难静态过程一定是可逆过程；(3)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；(4)凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。以上4种判断正确的是： (A) (1)(2)(3)； (B) (1)(2)(4)；(C) (2)(4)；(D) (1)(4) [ ] 7. 你认为以下哪个循环过程是不可能的： (A) 绝热线、等温线、等压线组成的循环； (B) 绝热线、等温线、等容线组成的循环； (C) 等容线、等压线、绝热线组成的循环； (D) 两条绝热线和一条等温线组成的循环 [ ] 8. 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔板抽出进行自由膨胀，达到平衡后： (A) 温度不变，熵增加； (B) 温度升高，熵增加； (C) 温度降低，熵增加； (D) 温度不变，熵不变

热力学基本状态参数

功和热量 1-1 工质和热力系 一、工质、热机、热源与冷源 1、热机（热力发动机）：实现热能转换为机械能的设备。 如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机、航空发动机等。 2、工质:实现热能转换为机械能的媒介物质。 对工质的要求: 1）良好的膨胀性; 2）流动性好；3）热力性质稳定,热容量大；4）安全对环境友善；5）价廉，易大量获取。如电厂中的水蒸汽；制冷中的氨气等。 问题：为什么电厂采用水蒸汽作工质？ 3、高温热源：不断向工质提供热能的物体（热源）。 如电厂中的炉膛中的高温烟气 4、低温热源：不断接收工质排放热的物体（冷源） 如凝汽器中的冷却水 二、热力系统 1、热力系统和外界概念 热力系:人为划分的热力学研究对象(简称热力系）。 外界:系统外与之相关的一切其他物质。 边界:分割系统与外界的界面。在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。 注意:热力系的划分，完全取决于分析问题的需要及分析方法的方便。它可以是一个设备（物体），也可以是多个设备组成的系统。 如：可以取汽轮机内的空间作为一个系统，也可取整个电厂的作为系统。 2、热力系统分类 按系统与外界的能量交换情况分 1）绝热系统：与外界无热量交换。 2）孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。 注意：实际中，绝对的绝热系和孤立系统是不存在的，但在某些理想情况下可简化为这两种理想模型。这种科学的抽象给热力学的研究带来很大的方便。 如：在计算电厂中的汽轮机作功时，通常忽略汽缸壁的散热损失，可近似看作绝热系统。状态及基本状态参数 状态参数特点

化学热力学应用

化学热力学应用 判断题 1、偏摩尔量就是化学势。(× ) 2、在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。( × ) 3、两组分混合成混合物时，没有热效应产生，此时形成的混合物为理想液态混合物。( × ) 4、拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液，也适合于稀溶液。(√ ) 5、偏摩尔量因为与浓度有关，因此它不是强度性质。(× ) 6、化学势判据就是Gibbs 自由能判据。(× ) 7、定温、定压及W/=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。(√ ) 8、标准状态的活度等于1。( √ ) 9、活度等于1的状态必为标准态。(× ) 10、活度等于1的状态与标准态的化学势相等。(√ ) 11、活度为化学势的度量，体系处于一定的状态其化学势仅由状态所决定，与标准态的选择 无关，因而其活度也与标准态的选择无关。(× ) 12、气体的标准状态是压力为Pa 的状态。(× ) 13、气体标准态的逸度为Pa 。( √ ) 14、气体的标准状态是逸度等于Pa 的理想气体。(√ ) 15、实际气体的标准状态是不可以实现的状态。(√ ) 16、二元溶液中A 组分若在某浓度区间内服从拉乌尔定律，B 组分也必在该浓度区间内服从 拉乌尔定律。(× ) 17、理想溶液和理想气体一样，假定溶质与溶剂间无作用力。(× ) 18、混合理想气体中组分B 的标准态与混合非理想气体中组分B 的标准态相同 。(√ ) 19、对于放热反应C B A +=2，提高转化率的方法只能降低温度或减小压力。（ × ） 20、对化学反应dD cC bB aA +=+，当b a n n B A ::0,0,=时，产物的浓度最高。（ √ ） 21、下列反应的平衡常数22CO O C =+为0 1k ；2221CO O CO =+ 为0 2K ；CO O C =+22 1为0 3K ，则三个平衡常数间的关系为：0 20 10 3/k k k =。（ √ ） 22、某化学反应00K ，且随温度升高而

热力学基本状态参数

热力学基本状态参数 功和热量 1-1 工质和热力系 一、工质、热机、热源与冷源 1、热机（热力发动机）：实现热能转换为机械能的设备。 如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机、航空发动机等。 2、工质:实现热能转换为机械能的媒介物质。 对工质的要求: 1）良好的膨胀性; 2）流动性好；3）热力性质稳定,热容量大；4）安全对环境友善；5）价廉，易大量获取。如电厂中的水蒸汽；制冷中的氨气等。 问题：为什么电厂采用水蒸汽作工质？ 3、高温热源：不断向工质提供热能的物体（热源）。 如电厂中的炉膛中的高温烟气 4、低温热源：不断接收工质排放热的物体（冷源） 如凝汽器中的冷却水 二、热力系统 1、热力系统和外界概念 热力系:人为划分的热力学研究对象(简称热力系）。 外界:系统外与之相关的一切其他物质。 边界:分割系统与外界的界面。在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。 注意:热力系的划分，完全取决于分析问题的需要及分析方法的方便。它可以是一个设备（物体），也可以是多个设备组成的系统。 如：可以取汽轮机内的空间作为一个系统，也可取整个电厂的作为系统。 2、热力系统分类 按系统与外界的能量交换情况分 1）绝热系统：与外界无热量交换。 2）孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。 注意：实际中，绝对的绝热系和孤立系统是不存在的，但在某些理想情况下可简化为这两种理想模型。这种科学的抽象给热力学的研究带来很大的方便。 如：在计算电厂中的汽轮机作功时，通常忽略汽缸壁的散热损失，可近似看作绝热系统。状态及基本状态参数 状态参数特点 u状态参数仅决定于状态，即对应某确定的状态，就有一组状态参数。反之，一组确定的

物理化学概念与术语-双语学习

物理化学概念与术语 BET公式BET formula DLVO理论DLVO theory HLB法hydrophile-lipophile balance method pVT性质pVT property ζ电势zeta potential 阿伏加德罗常数Avogadro's number 阿伏加德罗定律Avogadro law 阿累尼乌斯电离理论Arrhenius ionization theory 阿累尼乌斯方程Arrhenius equation 阿累尼乌斯活化能Arrhenius activation energy 阿马格定律Amagat law 艾林方程Erying equation 爱因斯坦光化当量定律Einstein's law of photochemical equivalence 爱因斯坦－斯托克斯方程Einstein-Stokes equation 安托万常数Antoine constant 安托万方程Antoine equation 盎萨格电导理论Onsager's theory of conductance 半电池half cell 半衰期half time period 饱和液体saturated liquids 饱和蒸气saturated vapor 饱和吸附量saturated extent of adsorption 饱和蒸气压saturated vapor pressure 爆炸界限explosion limits 比表面功specific surface work 比表面吉布斯函数specific surface Gibbs function 比浓粘度reduced viscosity 标准电动势standard electromotive force 标准电极电势standard electrode potential 标准摩尔反应焓standard molar reaction enthalpy 标准摩尔反应吉布斯函数standard Gibbs function of molar reaction 标准摩尔反应熵standard molar reaction entropy /'entr?pi/ 标准摩尔焓函数standard molar enthalpy function [?enθ?lpi, en?θ?lpi] 标准摩尔吉布斯自由能函数standard molar Gibbs free energy function 标准摩尔燃烧焓standard molar combustion enthalpy 标准摩尔熵standard molar entropy 标准摩尔生成焓standard molar formation enthalpy 标准摩尔生成吉布斯函数standard molar formation Gibbs function 标准平衡常数standard equilibrium constant 标准氢电极standard hydrogen electrode 标准态standard state 标准熵standard entropy 标准压力standard pressure 标准状况standard condition 表观活化能apparent activation energy 表观摩尔质量apparent molecular weight 表观迁移数apparent transference number 表面surfaces 表面过程控制surface process control 表面活性剂surfactants 表面吸附量surface excess 表面张力surface tension 表面质量作用定律surface mass action law 波义尔定律Boyle law 波义尔温度Boyle temperature 波义尔点Boyle point 玻尔兹曼常数Boltzmann constant 玻尔兹曼分布Boltzmann distribution 玻尔兹曼公式Boltzmann formula 玻尔兹曼熵定理Boltzmann entropy theorem 玻色－爱因斯坦统计Bose-Einstein statistics 泊Poise 不可逆过程irreversible process 不可逆过程热力学thermodynamics of irreversible processes 不可逆相变化irreversible phase change 布朗运动Brownian movement 查理定律Charle's law 产率yield 敞开系统open system 超电势over potential 沉降sedimentation 沉降电势sedimentation potential 沉降平衡sedimentation equilibrium 触变thixotropy

热力学作业 答案

第八章 热力学基础 一、选择题 ［ A ］1.（基础训练4）一定量理想气体从体 积 V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A → C 等温过程；A → D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D. (D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。 【提示】功即过程曲线下的面积，由图可知AD AC AB A A A >>； 根据热力学第一定律：E A Q ?+= AD 绝热过程：0=Q ； AC 等温过程：AC A Q =； AB 等压过程：AB AB E A Q ?+=，且0 >?AB E ［ B ］2.（基础训练6）如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p 0，右边为真空．今将隔板 抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 (A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ． 【提示】该过程是绝热自由膨胀：Q=0，A=0；根据热力学第一定律Q A E =+?得 0E ?=， ∴0T T =；根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =；已知02V V =，∴0/2p p =. ［ D ］3.（基础训练10）一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为E ?，熵增量为S ?，则应有 (A) 0......0=???=?S E 【提示】由上题分析知：0=?E ；而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过

《实用无机物热力学数据手册》使用说明

《实用无机物热力学数据手册》 使用说明 1 关于化学反应吸热（或放热）量的计算 1.1计算公式 根据《手册》P.21式（70）：

()()298G G G G G G T T 298T 298H H H -H H -H ?????=?+-????∑∑ｉｉｉｉ生成物反物 ｎｎ (1.1) 式中： T G H ?——应理解为实际状态（101.325kPa ，T K ）下的定压化学反应热P,T Q 。在反应前后温度T 相同时，（因压力均为101.325kPa ）故也可理解为定压化学反应热效应。 化学反应热效应与反应热的区别仅仅在于：热效应是状态量（反应前后的温度、压力必须相同），而反应热是过程量（反应前后的温度、压力不一定相同）。 298 G H ?——为热化学标准状态（101.325kPa ，298K ）下，生成物与反应物的标准生成焓298G H 之差。按下式计算： ()()298G G G 298298H H H ?????=-????∑∑ｉｉｉｉ生成物反物 ｎｎ (1.2) ( )G G T 298H -H ????∑ｉ ｉ生成物 ｎ——化学反应的每个生成物，从反应温度T K 降温到298K 的焓变（放热量）之和。 ( )G G T 298H -H ????∑ｉ ｉ反物 ｎ——化学反应的每个反应物，从298K 升温到反应温度T K 的焓变（吸热量）之和。 ()G 298H ???? ∑ｉ ｉ 生成物 ｎ——化学反应的每个生成物，从反应温度T K 降温到298K 的焓变 （放热量）之和。 ()G 298H ???? ∑ｉ ｉ 反物 ｎ——化学反应的每个反应物，从298K 升温到反应温度T K 的焓变 （吸热量）之和。 ()G G T 298H -H ｉ——单个生成物从反应温度T K 降温到298K 的焓变，或单个反应物从 298K 升温到反应温度T K 的焓变。 ｉｎ——单个生成物（或单个反应物）的化学计量系数，即：化学反应方程式中，该物质的分子式前面的系数（也就是参与反应的该物质的摩尔数）。 1.2 吸热反应或放热反应的判定 根据式(1.1)：当0G T H ?>时，表示系统能量增加，为吸热反应；当0G T H ?<时，表示系统能量减少，为放热反应。 1.3 对计算公式的分析 对于式(1.1)：反应热G T H ?主要体现在298G H ?之中，即298G H ?为主要部分；而()()G G G G T 298T 298H -H H -H ????-????∑∑ｉｉｉｉ生成物反物ｎｎ相当于是对298G H ?进行温度修正，为次要部分。

热力学作业(答案)

一、选择题 ［ A ］1.（基础训练4）一定量理想气体从体积V 1，膨胀 到体积V 2分别经历的过程是：A → B 等压过程，A → C 等温过程；A → D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D. (D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。 【提示】功即过程曲线下的面积，由图可知AD AC AB A A A >>； 根据热力学第一定律：E A Q ?+= AD 绝热过程：0=Q ； AC 等温过程：AC A Q =； AB 等压过程：AB AB E A Q ?+=，且0>?A B E ［ B ］2.（基础训练6）如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p 0，右边为真 空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 (A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ ． 【提示】该过程是绝热自由膨胀：Q=0，A=0；根据热力学第一定律Q A E =+?得 0E ?=，∴0T T =；根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =；已知02V V =，∴0/2p p =. ［ D ］3.（基础训练10）一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为E ?，熵增量为S ?，则应有 (A) 0...... 0=???=?S E 【提示】由上题分析知：0=?E ；而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过程，故熵增加。 ［ D ］4.（自测提高1）质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加1倍．那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小． (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小． (D) 等压过程中最大，等温过程中最小． 【提示】如图。等温AC 过程：温度不变，0C A T T -=； 等压过程：A B p p =，根据状态方程pV RT ν=，得： B A B A T T V V =，2B A T T ∴=，B A A T T T -=

热力学原理在化学中的应用

热力学原理在化学中的应用 有两个很基本的问题贯穿着整个化学学科： 第一个问题可以通过下面这个例子说明：我已经知道水分子是由氢原子和氧原子构成的，那么我现在有一些氢气和一些氧气，我把它们混合后能否产生水呢？如果不能，那么在什么条件下是可以的？ 第二个问题可以沿用上面的例子：现在我有方法让氢气和氧气生成水了，那么我拿1mol氢气和0.5mol氧气就一定能产生1mol水么？ 用化学的语言概括：1、如何判断化学反应的方向。2、如何计算化学反应的限度。 下面就以上述的两个问题进行说明热力学原理在化学中的应用： 1.判断化学反应的方向： a)根据“熵变”判断 当我们已知有材料A、B，并需要C、D时，我们就希望下列反应能够进行： A+B C+D 能否自发地进行，如果不能，我们又需要给予怎样的条件才能使它们进行？ 熵变和吉布斯自由能函数给了我们衡量反应是否自发进行的标准。 在热力学中，我们赋予了反应物与产物“熵”这个概念，它的数值是一个状态函数，即无论在怎样的过程下，只要始态与终态确定了，那么这个过程的熵变就可以确定。

通过化学家反复实验论证，得到了克劳修斯不等式： 这个不等式说明了一个反应过程是否能自发进行，是由这个过程的热温商与其熵变的大小关系决定的。然而一个体系的熵变的测定是十分困难的，所以我们将体系与环境一并考虑： 这就是我们所熟知的热力学第二定律，孤立体系的熵变是恒大于或等于0的，特别的，自发过程的熵变总是大于0，因此它也被称作熵增原理。 于是，当我们需要判断一个反应是否自发发生时，就可以根据： 计算反应前后的系统熵变，并与0相比较即可。 b)根据“吉布斯自由能函数值”判断 事实上，孤立体系的熵变计算要同时考虑环境和体系的熵变，这很不方便，因此根据熵变判断反应方向仍然是有困难的。因此我们引入了一个新的量，叫做吉布斯自由能：

《工程热力学B(双语)》试题13141

2013-2014第一学期《工程热力学B(双语)》 期末试题 考试专业：车辆工程、机械工程及自动化、农业机械化、食品科学、交通运输、工业设计 一、单项选择题（每小题2分，共10分） 1. If the system undergoes an irreversible process, entropy of gas ( ) A：unable to determine B：0 = dS D：0 dS C：0 ? dS ? 2. Gas enters the nozzle at a pressure of 2000 kPa with a low velocity, and it expands to a pressure of 100 kPa. Then ( ) should be used. A. Converging nozzle B. Diverging nozzle C. Converging-diverging nozzle D. Any one of the above three kinds of nozzles 3. 某理想气体经历一个可逆多变过程使温度下降、熵增加，则（） A：压力升高，比体积增大，对外作正功 B：压力降低，比体积增大，对外作正功 C：压力升高，比体积减小，对外作负功 D：压力降低，比体积减小，对外作负功 4. 在湿空气的定压加热过程中，湿空气的相对湿度将（） A：不确定B：增大C：不变D：减小 5. 下面有可能看成可逆过程的是（） A：温差传热B：混合C：节流D：绝热膨胀 二、判断题（每小题1分，共10分，对的画“√”，错的画“×”） 1. The specific entropy of ideal gas is the only function of temperature. （） 2. Carnot principle can be expressed as: No engine can be more efficient than a reversible engine. （）3. 大气压力的变化会引起压力表读数的变化，但不会引起容器内工质绝对压力 的改变。（）

热力学函数意义,应用

一、热力学函数： 1、热力学能（U）： 意义：反映了处于一定状态下的系统内部的能量总和。 应用：其本身无实际应用意义，但是热力学能变，即△U，可以反映系统变化前后的能量变化，其变化只与系统始终状态有关而与过程的具体途径无关。即△U等于系统与环境之间的能量传递。△U=W+Q。△U>0表明系统吸收了能量, △U<0表明系统放出了能量。 2、焓（H）： 意义：热力学中将（U+pV）定义为焓，其本身并无明确的物理意义。 应用：H= U+pV，因而，焓就和热力学能一样，无实际意义，但是焓变△H却很有应用意义，Q p =H2-H1 =△H反映了在恒温恒压只做体积功的封闭系统中，系统吸收的能量全部用于增加系统的焓。△H>0表明系统吸热，△H<0则表明系统放热。即可以用其表示恒压条件下系统放出的或吸收的热量多少，实践证明，即使有气体参加的反应，p△V也很小，即△H≈△U，因而，在没有△U数据时，可以暂时用△H代替。 3、熵（S）： 意义：熵反映了在一定状态下系统混乱度的大小。 应用：熵变△S却反映了系统变化前后混乱度的变化，0 K时，纯物质完美晶体的微观粒子熵为0，即S m* (B,0 K)=0，因而可以以此为基准，确定其他温度下物质的熵，△r S m（B）= S m（B，T）- S m* (B,0 K)= S m（B，T）。 4、吉布斯函数（G）： 意义：吉布斯函数和焓一样，本身没有明确的物理意义，热力学中将H-TS规定为吉布斯函数。 应用：其本身无实际用途，但是其变化，即△G=△H-T△S，反映了在恒温恒压非体积功等于零的自发过程中，其焓变、熵变和温度三者的关系。△G的大小可作为判断反应能否自发进行的判据。即： △G<0 自发进行 △G=0 平衡状态 △G>0 不能自发进行（其逆过程是自发的）即根据△H，T，△S可以计算出△G，用于判断反应的可行性。 二、解离常数（K）： 意义：反映了物质在溶液中电解能力的大小。 应用：常用的是电解质在水中的解离常数，如果是酸，跟据其解离常数可以计 算出溶液的解离常数大小，进而可以判断其酸碱性强弱或者直接换成pH的大小，碱也是如此。另外，只要知道弱电解质的解离度大小，根据其浓度，就能计算出其溶液中离子的浓度。跟据加入的电解子的离子，还可以计算出溶解平衡的移动方向，即同离子效应。 三、溶度积（K sp）： 意义：反映了难容电解质的饱和溶液中，个离子活度幂次方的乘积大小，从而反映出该物质溶解能力的大小。 应用：1、根据溶度积原理，可以判断沉淀平衡移动的方向。 Q i >K sp 溶液为过饱和溶液，平衡向生成沉淀的方向移动。