物理化学热力学知识点总结

物理化学热力学练习

一、填空题

1、物理量Q(热量)、V(系统体积)、W(功)、P(系统压力)、U(热力学能)、T(热力学温度)，其中属于

状态函数的是 ；与过程有关的量是 ；状态函数中属于强度性质的是 ；属于容量性质是 。 2、物质的量为10mol的理想混合气体，其中组分A的物质的量为3mol，已知该混合气体的体积V=20dm3，温度T=240.56K，则混合气体的总压力p= kPa，则组分A的分压力pA= kPa，分体积VA= dm3

3、在可逆过程中，热温商之和（??Q） 体系的熵变（?S）；不可逆过程热温商之和（??Q）

TT体系的熵变（?S）。（选填：>, =, <）

4、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流，若以水为体系，其余为环境，则Q 0，ΔU 0。（选填：>, =, <，不确定）

5、系统经过不可逆循环过程?H 0，?G 0。（选填：>, =, <，不确定） 6、比较水的化学势的大小（此处p=101.325kPa）：

μ(l,100℃, 2pθ) _ _μ(g,100℃, 2pθ)。（选填：>, =, <，不确定）

?G?7、吉布斯自由能与温度的关系? 。 ??

物理化学第三章模拟试卷A

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分

假定某原子的电子态有两个主要能级，即基态和第一激发态，能级差为1.38?10-21 J，其余能级可以忽略，基态是二重简并的。则在100 K时，第一激发态与基态上的原子数之比为： ( ) (A) 3 (B) 0.184 (C) 1 (D) 0.01

2. 2 分

如果我们把同一种分子分布在二个不同能级ε与ε?上的n与n' 个分子看成是“不同种”的分子 A 与 A'，则这“两种分子”将可按 A'?A 进行转化而达到平衡。请计算这个“化学平衡”的Kn。

3. 2 分

H2O 分子气体在室温下振动运

物理化学总结-热力学第一定律

热一定律总结

一、 通用公式

ΔU = Q + W

绝热： Q = 0，ΔU = W 恒容(W’=0)：W = 0，ΔU = QV

恒压(W’=0)：W=-pΔV=-Δ(pV)，ΔU = Q-Δ(pV) ΔH = Qp 恒容+绝热(W’=0) ：ΔU = 0 恒压+绝热(W’=0) ：ΔH = 0

焓的定义式：H = U + pV ΔH = ΔU + Δ(pV)

典型例题：3.11思考题第3题，第4题。

二、 理想气体的单纯pVT变化

恒温：ΔU = ΔH = 0

∫T

T

Δ H = n d T 或 Δ H = C∫T

1

2 1

变温： Δ U = n C V , 或 ΔU = V, m(T2-T1) dT m

T2

p, m

p, m(T2-T1)

如恒容，ΔU = Q，否则不一定相等。如恒压，ΔH = Q，否则不一定相等。 Cp, m – CV, m = R

双原子理想气体：Cp, m = 7R/2, CV, m = 5R/2 单原子理想气体：Cp, m = 5R/2, CV, m = 3R/2

典型例题：3.18思考题第2,3,4题

书2.18、2.19

三、 凝

物理化学第三章模拟试卷C

班级 姓名 分数

一、填空题 ( 共19题 38分 ) 1. 2 分

以粒子的配分函数q 表达热力学函数 F 时，独立可别粒子体系的 F = _____ 。不可别粒子体系的 F = _________ ，用体系的配分函数Z表达时，F = ________ 。

2. 2 分

热力学函数与分子配分函数的关系式对于定域粒子体系和离域粒子体系都相同的是 。

3. 2 分

在N个NO分子组成的晶体中，每个分子都有两种可能的排列方式，即NO和ON，也可将晶体视为NO和ON的混合物，在0 K时，该体系的熵值S0,m= 。

4. 2 分

300 K时，分布在J=1转动能级上的分子数是J=0能级上的3exp(-0.1)倍，则该分子转动特征温度Θr= 。

5. 2 分

1 mol纯物质的理想气体，设分子的某内部运动形式只有三种可能的能级，

物理化学电子教案—第三章

上一内容

下一内容

回主目录

返回

第三章3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

统计热力学基础概论 Boltzmann 统计 配分函数 各配分函数的计算 配分函数对热力学函数的贡献

3.63.7 上一内容

单原子理想气体热力学函数的计算双原子理想气体热力学函数的计算 下一内容 回主目录

返回

3.1 概论 统计热力学的研究方法 统计热力学的基本任务 定位体系和非定位体系 独立粒子体系和相依粒子体系 统计体系的分类 统计热力学的基本假定 上一内容 下一内容 回主目录

返回

统计热力学的研究方法物质的宏观性质本质上是微观粒子不停地运

动的客观反应。虽然每个粒子都遵守力学定律，但是无法用力学中的微分方程去描述整个体系的

运动状态，所以必须用统计学的方法。根据统计单位的力学性质(例如速度、动量、

位置、振动、转动等),经过统计平均推求体系的热力学性质，将体系的微观性质与宏观性质联 系起来，这就是统计热力学的研究方法。 上一内容 下一内容 回主目录

返回

统计热力学的基本任务

根据对物质结构的某些基本假定，以及实

验所得的光谱数据，求得物质结构的一些基本常数，如核间距、键角、振动频率等，从而计算分 子配分函数。再根据配分函数求出

第一章 单组元材料热力学 名词解释： 1 可逆过程

2 Gibbs自由能最小判据 3 空位激活能 4 自发磁化： 5 熵：

6 热力学第一定律 热力学第二定律 7 Richard定律 填空题

1 热力学第二定律指出：一个孤立系统总是由熵 低 的状态向熵 高 的状态变化，平衡状态则是具有最大熵的状态。

2 按Boltzmann方程，熵S与微观状态数W的关系式为S=klnW 3 热容的定义是系统升高1K时所吸收的热量，它的条件是物质被加热时不发生相变和化学反应

4 α-Fe的定压热容包括：振动热容、电子热容和磁性热容。 5 纯Fe的A3的加热相变会导致体积 缩小 6 Gibbs-Helmholtz方程表达式是 7 铁磁性物质的原子磁矩因交换作用而排列成平行状态以降低能量的行为被称为自发磁化

论述题

1 根据材料热力学原理解释为什么大多数纯金属加热产生固态相变时会产生体积膨胀的效应？

2 试根据单元材料的两相平衡原理推导克拉伯龙（Clapeyron）方程。 3 试用G-T图的图解法说明纯铁中的A3点相变是异常相变。

4 试画出磁有序度、磁性转变热容及磁性转变（指铁磁-顺磁转变）自由能与温度的关系曲线。

计算题

1已知纯钛α/β的

1.热力学第零定理：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，他们彼此也必然处于热平衡

2.热力学第一定律：能量可以从一种形式转变为另一种形式，但在转化过程中能量的总量保持不变

3.热力学第二定理：实质：自然界中一切与热现象有关的实际过程都是不可逆过程，他们有一定的自发进行的方向

开式：不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其他变化 克式：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化

热力学第三（绝对零度定理）：不可能通过有限步骤是一个物体冷却到热力学温度的零度

4.孤立系统：与外界无物质、无能量交换 dQ=0 dW=0

5.封闭系统：与外界无物质交换、有能量交换 dQ≠0 dW=0 6.准静态过程：是一个进行得无限缓慢以致系统连续不断的经历着一些列平衡态的过程。

只有系统内部各部分之间及系统与外界之间始终同时满足力学、热学、化学平衡条件的过程才是准静态过程（准静态过程是一个理想过程）

7.熵增加原理：系统经可逆绝热过程熵不变，经不可逆绝热过程熵增加，在绝热条件下，熵减少过程是不可能实现的。

8.广延量：与系统大小成正比的热力学量（如质量M、体积V、内能U等） 强度量：不随系统大小变化的热力学量（如系统的P、T、ρ等）

9.获

第一章 单组元材料热力学 名词解释： 1 可逆过程

2 Gibbs自由能最小判据 3 空位激活能 4 自发磁化： 5 熵：

6 热力学第一定律 热力学第二定律 7 Richard定律 填空题

1 热力学第二定律指出：一个孤立系统总是由熵 低 的状态向熵 高 的状态变化，平衡状态则是具有最大熵的状态。

2 按Boltzmann方程，熵S与微观状态数W的关系式为S=klnW 3 热容的定义是系统升高1K时所吸收的热量，它的条件是物质被加热时不发生相变和化学反应

4 α-Fe的定压热容包括：振动热容、电子热容和磁性热容。 5 纯Fe的A3的加热相变会导致体积 缩小 6 Gibbs-Helmholtz方程表达式是 7 铁磁性物质的原子磁矩因交换作用而排列成平行状态以降低能量的行为被称为自发磁化

论述题

1 根据材料热力学原理解释为什么大多数纯金属加热产生固态相变时会产生体积膨胀的效应？

2 试根据单元材料的两相平衡原理推导克拉伯龙（Clapeyron）方程。 3 试用G-T图的图解法说明纯铁中的A3点相变是异常相变。

4 试画出磁有序度、磁性转变热容及磁性转变（指铁磁-顺磁转变）自由能与温度的关系曲线。

计算题

1已知纯钛α/β的

第一章 单组元材料热力学 名词解释： 1 可逆过程

2 Gibbs自由能最小判据 3 空位激活能 4 自发磁化： 5 熵：

6 热力学第一定律 热力学第二定律 7 Richard定律 填空题

1 热力学第二定律指出：一个孤立系统总是由熵 低 的状态向熵 高 的状态变化，平衡状态则是具有最大熵的状态。

2 按Boltzmann方程，熵S与微观状态数W的关系式为S=klnW 3 热容的定义是系统升高1K时所吸收的热量，它的条件是物质被加热时不发生相变和化学反应

4 α-Fe的定压热容包括：振动热容、电子热容和磁性热容。 5 纯Fe的A3的加热相变会导致体积 缩小 6 Gibbs-Helmholtz方程表达式是 7 铁磁性物质的原子磁矩因交换作用而排列成平行状态以降低能量的行为被称为自发磁化

论述题

1 根据材料热力学原理解释为什么大多数纯金属加热产生固态相变时会产生体积膨胀的效应？

2 试根据单元材料的两相平衡原理推导克拉伯龙（Clapeyron）方程。 3 试用G-T图的图解法说明纯铁中的A3点相变是异常相变。

4 试画出磁有序度、磁性转变热容及磁性转变（指铁磁-顺磁转变）自由能与温度的关系曲线。

计算题

1已知纯钛α/β的

第三章 溶液

以下题目可供《物理化学》溶液部分复习或者练习使用。仅供参考。

1. 以下偏导数中哪些是化学势？哪些是偏摩尔量？它们是哪个广度性质的偏摩尔量？

（1）(?A)?niT,p,nj（2）(?U)?niS,V,nj（3）(?Hi)?Tp,n（4）(?G)?niT,p,nj

2. 比较以下几种状态下水的化学势：

（A） H2O(l, 100?C, 101325Pa)，（B） H2O(g, 100?C, 110000Pa)， （C）H2O(l, 100?C, 110000Pa )，（D）H2O(g, 100?C, 101325Pa)， （E）H2O(l, 100?C, 90000Pa )，（F）H2O(g, 100?C, 90000Pa)。

3. 苯和氯苯形成理想溶液，90?C时，苯和氯苯的饱和蒸气压分别是135.06，27.73 kPa，若溶液的正常沸点是90?C，求理想溶液的组成及沸腾时的气相组成。

（理想溶液达到沸点时，P气=pA+pB=101.3kpa,利用拉乌尔定律，pA=pAxA，pB=pBxB，建立方程，解出x，进而根据pA和pB在气相中的分压求其气相组成）

*

*

4.20℃时，纯苯及纯甲苯的蒸气压分别为9.92×103