思考题1
1.1 正确率 78.5% 错误率 21.5% 1.2 正确率 38.0% 错误率 62.0% 1.3 正确率 91.0% 错误率 9.0% 习题 2 3 6
2 正确率 99% 错误率 1% 3 正确率 63.3% 错误率 36.7% 6 正确率 100% 思考题:
(1)以电阻丝为系统 (2)以电阻丝和水为系统
(3)以电阻丝、水、电源及其他一切有影响的部分为系统 解答:ΔU=Q-W ΔU为状态函数,与系统的始末态有关; 系统吸热,Q>0,系统放热,Q<0;
系统对环境做功,W>0,环境对系统做功,W<0,W包括了体积功和非体积功
涉及到电源,电阻丝 ,水三者之间的关系是:电源对电阻丝作电功,电阻丝对水放热。电源与水无关。
(1)ΔU>0,Q<0,W<0 ΔU为状态函数,通电后系统温度升高,ΔU>0;系统放热,Q<0;有电源对电阻丝做功,W<0,为非体积功。
(2)ΔU>0,W<0 ΔU为状态函数,通电后系统温度升高,ΔU>0;若不为绝热过程,Q<0,若为绝热过程,Q=0;有电源对电阻丝做功,W<0,为非体积功。 (3)ΔU=0,Q=0,W=0 该系统为隔离系统,无物质交换和能量传递
批改中第二问,只是列出Q=0,未表明绝热条件,则认定为错误
习题
2.
(1) 等温可逆膨胀过程,W=nRTln(V2/V1)=1*8.314*373*ln(100/25)J=4.3*103J=4.3KJ (2) 自由膨胀过程,W=0
(3) 终态 由PV=nRT得到 P=3.1*104Pa,
恒外压过程,W=PΔV=3.1*104*(0.1-0.025)J=2.32*103J=2.32KJ
(4) 两个过程,
PV=nRT,P1=6.2*104Pa,W1= P1ΔV1=6.2*104*(0.05-0.025)J=1.55*103J=1.55KJ P2=3.1*104Pa,W2=P2ΔV2=3.1*104*(0.1-0.05)J=1.55*103J=1.55KJ W=W1+W2=3.1KJ
结论: 在等温膨胀过程中,在始态和终态确定的条件下,可逆过程所做的功最多,对于恒外压膨胀,中间所经历的步骤越多,所作的功越多。
3. 有关绝热过程:
系统在变化过程中与环境间没有热的交换,或者是由于有绝热壁的存在,或者是因为变化太快而与环境间来不及热交换,或者热交换量极少可近似看作是绝热过程;
H变的计算:
焓是状态函数,具有能量单位,但没有确切的物理意义
H2O(l,268K,P1=101.325KPa) 等压 H2O(s,273K,P3=101.325KPa) ΔH1 ΔH2 H2O(l,273K,P2=101.325KPa)
(1) 因为是绝热过程,且没有非体积功,故ΔH=0 (2) 因为ΔH=ΔH1+ΔH2 ΔH1=m1*Cp*ΔT
ΔH2=m2*(-ΔHm熔,冰)0
所以0.1*4.21*(273-268)-333.5*m2=0, 解得m2=0.0063kg=6.3g
对于第一问,等压不做非体积功的封闭体系,ΔH=Q,由题意得到认为该过程是一绝热过程,所以ΔH=0;
对于第二问,有同学利用Q吸热=Q放热,这种解法是不对的,整个过程中若吸热等于放热,系统的温度是不提高的,必须去分析整个过程的焓变,利用ΔH=0来求解。 6.
(1) 终态V=8.314*370/1013.25/1000=3.04*10-3m3,P外=8.314*300/3.04*10-3=8.20*105Pa 始态V=8.314*300/101.325/1000=2.46*10-2m3 W=820*(3.04-24.6)J=-17.72KJ (2) Q=ΔU+W=16.26KJ
(3) ΔU=Cv,m*ΔT=20.92*70J=1464J=1.46KJ
(4) ΔH=ΔU+Δ(PV)=1.46+(1013.25*3.04-101.325*24.6)/1000=2.05KJ

