物理化学 课后答案-热力学第一定律(5)

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12p p (a)

(b)图 2.16

反应前后T,p,V 均未发生变化，设所有的气体都可以看作是理想气体。因为理想气体的热力

学能仅是温度的函数，U=U （T ），所以该反应的△U=0。这个结论对不对？为什么？

【答】（1）不会，因为要使液体沸腾，必须有一个大于沸点的环境热源，而槽中水的温度

与试管中水的沸点温度相同无法使其沸腾。

（2）不能，因为将室内看成是一个绝热的封闭体系，接通电源后相当于环境对体系做电功

W f ，Q V =0；We=0; △U=Q V + W e + W f = W f ＞0,所以室内温度将会升高，而不是降低。

（3）不能，因为可逆热机的效率是指热效率，即热转换为功的效率，而不是运动速率，热

力学没有时间的坐标，所以没有速度的概念，而可逆途径的特点之一就是变化无限缓慢，所以只能使火车的速度减慢而不能加快火车的速度。

（4）在密闭的容器中放热较多，因为Zn 与稀硫酸作用，在敞口的容器中进行时放出的热

为Q P ，在密闭的容器中进行时放出的热为Q V ，而Q P =Q V +△n(RT)，△n=1，Q P 和Q V 均为负值，所以|Q V |＞|Q P | 。

（5）压缩空气突然冲出筒外，可视为决热膨胀过程，终态为室内气压p θ ，筒内温度降低，

盖上筒盖，过一会儿，温度升至室温，压力大于p θ 。

（6） Kirchhoff 定律中的△r H m (T 2)和△r H m (T 1)是按反应计量系数完全进行到底，即ξ=1mol

时的热效应，实验测得的热量是反应达到平衡时放出的热量，即ξ＜1mol ，它们之间的关系为△r H m =△r H /ξ ，所以△r H 的值不符合Kirchhoff 定律。

（7）从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的终

态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。

不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，