傅献彩五版物理化学思考题全集

本站小编 免费考研网 2019-03-27 (0)次
摘要 : 物理化学 第一章 热力学第一定律 1.根据道尔顿分压定律p=B pB压力具有加和性,因此是广延性质。这一结论正确否?为什么? 答:不对。压力与温度一样是强度性质。不具有加和性,所谓加和性,是指一个热力学平衡体系中, 某物质的数量与体系中物质的数量成正比,如 Cp=...

 物理化学

第一章   热力学第一定律                   
1.“根据道尔顿分压定律p=∑B pB压力具有加和性,因此是广延性质。”这一结论正确否?为什么?
答:不对。压力与温度一样是强度性质。不具有加和性,所谓加和性,是指一个热力学平衡体系中,
某物质的数量与体系中物质的数量成正比,如  Cp=∑nBCp,m(B)。而道尔顿分压定律中的分压pB
是指在一定温度下,组分B单独占有混合气体相同体积时所具有的压力。总压与分压的关系不是同
一热力学平衡体系中物量之间的关系,与物质的数量不成正比关系,故p=∑pB不属加和性。本题
所犯错误是把混和气体中 总压 p与各组分分压 pB 关系误认为是热力学平衡体系中整体与部分的关系。

2.“凡是体系的温度升高时就一定吸热,而温度不变时,体系既不吸热也不放热”,这种说法对否?
举实例说明。
答:不对。例如:绝热条件下压缩气体,体系温度升高,但并未从环境中吸热。又如:在绝热体容器
中,将 H2SO4 注入水中,体系温度升高,但并未从环境吸热。再如:理想气体等温膨胀,从环境
吸了热,体系温度并不变化。在温度不变时,体系可以放热或吸热,相变时就是这样。例如水在
1atm、100℃下变成水蒸气,温度不变则吸热。

3.-p(外)dV与-p(外)ΔV有何不同?-pV就是体积功,对吗?为什么在例2中-pVm(g)是体积功?
答:-p(外)dV 是指极其微小的体积功。-p(外)ΔV 是在指外压不变的过程体积功。即在外压 p 不
变的过程中体积由 V1变化到 V2(ΔV=V2-V1)时的体积功。-pV不是体积功,体积功是指在外压
(p外)作用下,外压p与体积变化值(dV)的乘积。V与 dV 是不同的,前者是指体系的体积,后
者是体积的变化值。体积变化时才有体积功。例2中的-pVm(g)实为-p[Vm(g)-Vm(l)],在这里忽略
了Vm(l),这里的Vm(g)实为ΔV=Vm(g)-Vm(l),因此-pVm是体积功。

4.“功、热与内能均是能量,所以它们的性质相同”这句话正确否?
答:不正确。虽然功、热与内能都有能量的量纲,但在性质上不同,内能是体系的本身性质,是状
态函数。而热与功是体系与环境间交换的能量,是与热力学过程相联系的过程量。功与热是被
“交换”或“传递”中的能量,不是体系本身的性质,不是状态函数,与内能性质不同。热与功
也有区别,热是微粒无序运动而传递的能量,功是微粒有序运动而传递的能量。

5. 为什么本教材中热力学第一定律表达式是:ΔU=Q+W,而有些书中采用ΔU=Q-W,
两者是否有矛盾,为什么?
答:因为本教材规定:体系吸热为正,放热为负;体系对外作功,W为负值,环境对体系作功,
W为正值,总的来说,体系在过程中得到能量为正,失去能量为负。在这个规定下,要满
足能量守衡原理,则必须是体系吸的热加上环境对体系作的功后,才等于体系内能的变化值,
所以是ΔU=Q+W。而有些书上,功的符号与上述规定相反,(体系向环境做功,W 为正值,
环境向体系做功,W 为负值),则就是ΔU=Q-W。

6.一体系由A态到B态,沿途径Ⅰ放热 100J,对体系作功 50J。问(1)由A态沿途径Ⅱ到B态体系
作功 80J,其Q值为多少?(2) 如体系由B态沿途径Ⅲ回到A态得50J功,体系吸热环是放热?
Q为多少?
答:(1) ΔUA→B=-100+50=-50J    Q=ΔUA→B-W=-50-(-80)=30J
    (2) ΔUB→A=-ΔUA→B=50J    Q=ΔUB→A-W=50-50=0
体系不吸热也放热

7.已知体系的状态方程式F(T,p,V)=0,由U=f(T,V)写出当压力不变时气体的内能对温度的
变化率的表达式。
答:dU=(U/T)VdT+(U/V)TdV
    压力不变时,除以dT:(U/T)p=(U/T)V+(U/V)T(V/T)p

8.为什么无非体积功的等压过程的热,只决定于体系的初、终态?
答:因为无其它功的等压过程中Qp=ΔH,而 ΔH 是体系状态函数的改变值,其大小只决定于体
系的始终态,所以在无其它功的等压过程 Qp 大小只决定于初终态。

9.“因 ΔH=Qp,所以只有等压过程才有 ΔH。”这句话是否正确?
答:不正确。H是状态函数,H=U+pV,凡是体系状态发生变化,不管经过什么过程,体系的焓
值都可能变化,即 ΔH 有可能不等于零。
 

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