热力学第一定律——计算题

在本省行政区域内从事草原保护、管理、建设和利用以及承包经营等活动，适用本条例。本条例所称草原，是指具有草原生态功能或者适用于畜牧业生产的天然草原和人工草地。天然草原包括草地、草山和草坡，人工草地包括改良草地和退耕还草地。appearanceoftheweldappearancequalitytechnicalrequirementsoftheprojectmustnothaveamoltenmetalstreamdoesnotmeltthebasemetaltoweld,weldseamandheat-affectedzonesurfacemustnothavecracks,pores,defectssuchascraterandash,surfacesmoothing,weldandbasemetalshouldbeevenlysmoothtransition.Width2-3mmfromtheedgeofweldGroove.Surfacereinforcementshouldbelessthanorequalto1+0.2timestheslopeedgewidth,andshouldnotbegreaterthan4mm.Depthofundercutshouldbelessthanorequalto0.5mm,totallengthoftheweldsonbothsidesundercutnotexceed10%oftheweldlength,andlongcontinuousshouldnotbegreaterthan100mm.Wrongsideshouldbelessthanorat0.2T,andshouldnotbegreaterthan2mm(wallthicknessmmt)incompleteornotallow7.57.5.1installationqualityprocessstandardsoftheelectricalenclosureCabinetsurfaceisclean,neat,nosignificantphenomenonofconvex,closetonature,closethedoor.7.5.2CabinetCabinetfacepaintsnopaint,returnedtorusted,consistentcolor.7.5.3uniformindirectgapfromtoptobottom,slotwidth<1.5mm7.5.4adjacentCabinetsurfaceroughnessis0.7.5.5thecabinetsfirmlyfixed,craftsbeautiful.7.5.6Cabinetsurfacegauge,switchcabinetmarkclear,neat,firmpaste.7.5.7Terminalrowofneat,isreliable,theappearanceiscleanandnotdamaged.7.5.8cablesneatandclean,solidbinding,bindingprocessinappearance.7.5.9thefirstcableproductionfirm,craftsbeautiful,clearsignagedoesnotfade.7.5.10fireproofpluggingtight,nocracksandpores.7.67.6.1ofthestandardelectricalwiringqualitytechnologycablea,themulti-corewirebuncharrangementshouldbeparalleltoeachother,horizontalwireharnessorwireshouldbeperpendiculartothelongitudinalmulti-corewirebunch.Thedistancebetweenthewireharnessandwireharnesssymmetry,andascloseaspossible.B-corewiringharnessintoround,multi-corewirebunchusedgwirebinding,fastening在本省行政区域内从事草原保护、管理、建设和利用以及承包经营等活动，适用本条例。本条例所称草原，是指具有草原生态功能或者适用于畜牧业生产的天然草原和人工草地。天然草原包括草地、草山和草坡，人工草地包括改良草地和退耕还草地。appearanceoftheweldappearancequalitytechnicalrequirementsoftheprojectmustnothaveamoltenmetalstreamdoesnotmeltthebasemetaltoweld,weldseamandheat-affectedzonesurfacemustnothavecracks,pores,defectssuchascraterandash,surfacesmoothing,weldandbasemetalshouldbeevenlysmoothtransition.Width2-3mmfromtheedgeofweldGroove.Surfacereinforcementshouldbelessthanorequalto1+0.2timestheslopeedgewidth,andshouldnotbegreaterthan4mm.Depthofundercutshouldbelessthanorequalto0.5mm,totallengthoftheweldsonbothsidesundercutnotexceed10%oftheweldlength,andlongcontinuousshouldnotbegreaterthan100mm.Wrongsideshouldbelessthanorat0.2T,andshouldnotbegreaterthan2mm(wallthicknessmmt)incompleteornotallow7.57.5.1installationqualityprocessstandardsoftheelectricalenclosureCabinetsurfaceisclean,neat,nosignificantphenomenonofconvex,closetonature,closethedoor.7.5.2CabinetCabinetfacepaintsnopaint,returnedtorusted,consistentcolor.7.5.3uniformindirectgapfromtoptobottom,slotwidth<1.5mm7.5.4adjacentCabinetsurfaceroughnessis0.7.5.5thecabinetsfirmlyfixed,craftsbeautiful.7.5.6Cabinetsurfacegauge,switchcabinetmarkclear,neat,firmpaste.7.5.7Terminalrowofneat,isreliable,theappearanceiscleanandnotdamaged.7.5.8cablesneatandclean,solidbinding,bindingprocessinappearance.7.5.9thefirstcableproductionfirm,craftsbeautiful,clearsignagedoesnotfade.7.5.10fireproofpluggingtight,nocracksandpores.7.67.6.1ofthestandardelectricalwiringqualitytechnologycablea,themulti-corewirebuncharrangementshouldbeparalleltoeachother,horizontalwireharnessorwireshouldbeperpendiculartothelongitudinalmulti-corewirebunch.Thedistancebetweenthewireharnessandwireharnesssymmetry,andascloseaspossible.B-corewiringharnessintoround,multi-corewirebunchusedgwirebinding,fastening在本省行政区域内从事草原保护、管理、建设和利用以及承包经营等活动，适用本条例。本条例所称草原，是指具有草原生态功能或者适用于畜牧业生产的天然草原和人工草地。天然草原包括草地、草山和草坡，人工草地包括改良草地和退耕还草地。appearanceoftheweldappearancequalitytechnicalrequirementsoftheprojectmustnothaveamoltenmetalstreamdoesnotmeltthebasemetaltoweld,weldseamandheat-affectedzonesurfacemustnothavecracks,pores,defectssuchascraterandash,surfacesmoothing,weldandbasemetalshouldbeevenlysmoothtransition.Width2-3mmfromtheedgeofweldGroove.Surfacereinforcementshouldbelessthanorequalto1+0.2timestheslopeedgewidth,andshouldnotbegreaterthan4mm.Depthofundercutshouldbelessthanorequalto0.5mm,totallengthoftheweldsonbothsidesundercutnotexceed10%oftheweldlength,andlongcontinuousshouldnotbegreaterthan100mm.Wrongsideshouldbelessthanorat0.2T,andshouldnotbegreaterthan2mm(wallthicknessmmt)incompleteornotallow7.57.5.1installationqualityprocessstandardsoftheelectricalenclosureCabinetsurfaceisclean,neat,nosignificantphenomenonofconvex,closetonature,closethedoor.7.5.2CabinetCabinetfacepaintsnopaint,returnedtorusted,consistentcolor.7.5.3uniformindirectgapfromtoptobottom,slotwidth<1.5mm7.5.4adjacentCabinetsurfaceroughnessis0.7.5.5thecabinetsfirmlyfixed,craftsbeautiful.7.5.6Cabinetsurfacegauge,switchcabinetmarkclear,neat,firmpaste.7.5.7Terminalrowofneat,isreliable,theappearanceiscleanandnotdamaged.7.5.8cablesneatandclean,solidbinding,bindingprocessinappearance.7.5.9thefirstcableproductionfirm,craftsbeautiful,clearsignagedoesnotfade.7.5.10fireproofpluggingtight,nocracksandpores.7.67.6.1ofthestandardelectricalwiringqualitytechnologycablea,themulti-corewirebuncharrangementshouldbeparalleltoeachother,horizontalwireharnessorwireshouldbeperpendiculartothelongitudinalmulti-corewirebunch.Thedistancebetweenthewireharnessandwireharnesssymmetry,andascloseaspossible.B-corewiringharnessintoround,multi-corewirebunchusedgwirebinding,fastening热力学第一定律四、简答一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正？为负？或为零？答：以全部气体为系统，经过指定的过程，系统既没有对外做功，也无热量传递。所以ΔU、Q、W均为零。若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。（1）Q、W、Q-W、ΔU是否已完全确定；答：ΔU＝Q-W能够完全确定，因内能为状态函数，只与系统的始态和终态有关。Q、W不能完全确定，因它们是与过程有关的函数。（2）若在绝热条件下，使系统从某一始态变化到某一终态，则（1）中的各量是否已完全确定，为什么！答：Q、W、Q-W、ΔU均完全确定，因绝热条件下Q＝0，ΔU＝Q+W＝W.五、计算题1.计算下述两个过程的相关热力学函数。（1）若某系统从环境接受了160kJ的功，热力学能增加了200kJ，则系统将吸收或是放出了多少热量？（2）如果某系统在膨胀过程中对环境作了100kJ的功，同时系统吸收了260kJ的热，则系统热力学能变化为多少？解析：（1）W＝-160kJ,ΔU=200kJ,根据热力学第一定律：Q＝ΔU＋W得：Q＝200-160＝40kJ（2）W＝100kJ，Q＝260kJΔU＝Q-W＝260-100＝160kJ2.试证明1mol理想气体在等压下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R.解：已知冰和水的密度分别为0.92×103kg/m3和1.0×103kg/m3，现有1mol的水发生如下变化：（1）在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；（2）在0℃、101.325kPa下变为冰。试求上述过程系统所作的体积功。解：（1）(2)4.设某60m3房间内装有一空调，室温为288K。今在100kPa下要将温度升高到298K，试求需要提供多少热量？假设其平均热容Cp,m=29.30J·mol-1·K-1,空气为理想气体，墙壁为绝热壁。解：5.1mol理想气体从100℃、0.025m3经下述四个过程变为100℃、0.1m3：（1）等温可逆膨胀；（2）向真空膨胀；（3）恒外压为终态压力下膨胀；（4）等温下先以恒外压等于0.05m3的压力膨胀至0.05m3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m3。求诸过程体系所作的体积功。解：（1）（2）（3）(4)6.在一个带有无重量无摩擦活塞的绝热圆筒内充入理想气体，圆筒内壁上绕有电炉丝。通电时气体缓慢膨胀，设为等压过程。若（1）选理想气体为体系；（2）选电阻丝和理想气体为体系，两过程的Q、ΔH分别是等于、小于还是大于零？解：（1）因等压过程且非体积功为零，所以Qp=ΔH>0(吸热)（2）因绝热，Q=0,非体积功不为零，则ΔH＝W电功>07.在373K和101.325kPa的条件下，1mol体积为18.80cm3的液态水变为30200cm3的水蒸气，已知水的蒸发热为4.067×10-4J/mol。求此过程体系的ΔH和ΔU。解：8.分别判断下列个过程中的Q、W、ΔU和ΔH为正、负还是为零？（1）理想气体自由膨胀。均为零。（pe=0,W=0,Q=0,ΔU=ΔH=0）（2）理想气体恒温可逆膨胀。理想气体恒温可逆膨胀，ΔU=ΔH=0，Q>0,W<0（3）理想气体节流膨胀。理想气体节流膨胀，ΔT＝0，ΔU=ΔH=0，又因为绝热,Q=W=0（4）理想气体绝热、反抗恒外压膨胀。绝热Q＝0，恒外压膨胀W>0,ΔU=Q-W<0（5）水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功之后恢复原态，以水蒸气为体系。体系对外做功，W>0,体系恢复原态，ΔU=ΔH=0，Q＝ΔU-W<0（6）水（Pa，273.15K）→冰（kPa,273.15k）放热Q<0,W=peΔV>0(V冰>V水),ΔU=Q-W<0，ΔH=Q<09.已知H2的Cp,m＝(29.07-0.836×10-3T＋2.01×10-3T2)J/K·mol,现将1mol的H2(g)从300K升至1000K，试求：(1)恒压升温吸收的热及H2(g)的ΔH;(2)恒容升温吸收的热及H2(g)的ΔU。解：（1）(2)10.在0℃和506.6kPa条件下，2dm3的双原子理想气体体系以下述二个过程恒温膨胀至压力为101.325kPa，求Q、W、ΔU和ΔH。（1）可逆膨胀；（2）对抗恒外压101.325kPa膨胀。解：恒温膨胀，所以ΔU＝ΔH＝0（1）（2）11.（1）在373K、101.325kPa下，1mol水全部蒸发为水蒸气，求此过程中的Q、W、ΔU和ΔH。已知水的汽化热为40.7kJ/mol.（2）若在373K、101.325kPa下的1mol水向真空蒸发，变成同温同压的水蒸气，上述各量又如何？（假设水蒸气可视为理想气体）。解：（1）（2）ΔU和ΔH为状态函数，始态和终态不变，则其值也不变，所以：ΔU＝37.6kJ,ΔH=40.7kJ真空蒸发，pe=0,W=0Q=ΔU+W=37.6kJ12.1mol单原子理想气体，始态压力为202.65kPa，体积为11.2dm3，经过pT为常数的可逆压缩过程至终态压力为405.3kPa，求：（1）终态的体积与温度；（2）体系的ΔU和ΔH；（3）该过程体系所作的功。解：（1）（2）单原子理想气体CV,m=1.5R,Cp,m=2.5R(3)13.某理想气体的Cv,m=20.92J/K,现将1mol的该理想气体于27℃，101.325kPa时受某恒外压恒温压缩至平衡态，再将此平衡态恒容升温至97℃，此时压力为1013.25kPa.求整个过程的Q、W、ΔU和ΔH。解：14.1摩尔单原子分子理想气体，在273.2K，1.0×105Pa时发生一变化过程，体积增大一倍，Q＝1674J，ΔH＝2092J。（1）计算终态的温度、压力和此过程的W、ΔU;（2）若该气体经恒温和恒容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、ΔU和ΔH。解：（1）V1=nRT1/p1=8.314*273.2/1.0×105=0.0227m3V2=0.045m3,p2=nRT2/V2=8.314*373.8/0.045=6.9×104Pa（2）ΔU和ΔH为状态函数，始态和终态不变，则其值也不变，所以：ΔU＝1255J,ΔH=2092J15.1mol双原子理想气体在0℃和101.325kPa时经绝热可逆膨胀至50.65kPa，求该过程的W和ΔU。解：双原子理想气体，CV,m=2.5R,Cp,m=3.5R16.在温度为273.15K下，1mol氩气从体积为22.41L膨胀至50.00L，试求下列两种过程的Q、W、ΔU、ΔH。已知氩气的定压摩尔热容Cp,m＝20.79J·mol-1·K-1，（氩气视为理想气体）。（1）等温可逆过程；（2）绝热可逆过程。解：（1）(2)17.某理想气体的Cp,m=28.8J/K·mol,其起始状态为p1=303.99kPa，V1＝1.43dm3,T1=298K。经一可逆绝热膨胀至2.86dm3。求：（1）终态的温度与压力；（2）该过程的ΔU和ΔH。解：（1）(2)18.今有10dm3O2从2.0×105Pa经绝热可逆膨胀到30dm3,试计算此过程的Q、W、ΔU和ΔH。（假设O2可视为理想气体）解：