物理化学第一章热力学第一定律思维导图

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

第一章 热力学第一定律

1． 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化 (B) 相变化

(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化

2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是

(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义

(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量

(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消

3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是

(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关

4． 涉及焓的下列说法中正确的是 (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零

(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化

5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数

(A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体

6．与物质的生成焓

第一章热力学第一定律

选择题

1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（）

(A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D

2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是

(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上

(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义

(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量

(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B

2．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（）

(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律

(C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。

3．涉及焓的下列说法中正确的是（）

(A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零

(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ

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第二章热力学第一定律

【复习题】

【1】判断下列说法是否正确。

（1）状态给定后，状态函数就有一定的值，反之亦然。（2）状态函数改变后，状态一定改变。

（3）状态改变后，状态函数一定都改变。

（4）因为△U=Q v, △H =Q p，所以Q v，Q p是特定条件下的状态函数。

（5）恒温过程一定是可逆过程。

（6）汽缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则△H= Q p=0。

（7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热

量。

（8）系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若△T=0，则Q=0，无热量交换。

（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H = Q p = 0。

（10）理想气体绝热变化过程中，W=△U，即W R=△U=C V△T，W IR=△U=C V△T，所以W R=W IR。（11）有一个封闭系统，当始态和终态确定后；（a）若经历一个绝热过程，则功有定值；

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第二章 热力学第一定律

【复习题】

【1】 判断下列说法是否正确。

（1）状态给定后，状态函数就有一定的值，反之亦然。 （2）状态函数改变后，状态一定改变。 （3）状态改变后，状态函数一定都改变。 （4）因为△U=Qv, △H =Qp，所以Qv，Qp是特定条件下的状态函数。 （5）恒温过程一定是可逆过程。

（6）汽缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则△H= Qp=0。

（7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从

外界吸收热量。

（8）系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若△T=0，则Q=0，无热量交换。

（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H = Qp = 0。

（10）理想气体绝热变化过程中，W=△U，即WR=△U=CV△T，WIR=△U=CV△T，所以

WR=WIR。

（11）有一个封闭系统，当始态和终态确定后； （a）若经历一个绝热过程，则功有定值；

（b）若经历一个等容过程，则Q有定值（设不做非膨胀力）； （c）若经历一个等温过程，则热力学能有定值； （d）若经历一个多方过程，则热和功的代数和有定值。

（12）某一化学反应在烧杯中进行，放热Q1，焓变为△H1，若安排

第一章 热力学第一定律

1. 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？ 解：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。

2. 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.

习题

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：

ΔU＝Q＋W得：Q＝200-160＝40

第一章 热力学第一定律练习题

一、判断题（说法对否）：

1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=nB(RT/V)都成立。

2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，若两个容器中压力、体积相同，那么温度也相同。

3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：天气很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒压过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功绝对值等于所吸收的热。

6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。

7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。

8．在P?、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。

9．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 10．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W的值一般也不相同。

11．因QP = ΔH，QV = ΔU，所以QP 与QV都是状态函数。 12．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

13．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，

第二章 热力学第一定律

时间： 2013-4-21 来源： 匿名 此新闻被浏览： 2385 次

1． 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化 (B) 相变化

(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 答案：D

2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是

(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义

(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量

(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消 答案：B

3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D。因焓是状态函数。 4． 涉及焓的下列说法中正确的是 (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零

(C) 在绝热可逆过程中焓变为零

(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化

答案：D。因为焓变Δ

2.9 某理想气体CV,m?2.5R。今有5mol该气体恒压降温50 ℃。求过程的W，Q，ΔU，ΔH。

解: 恒压过程

W??p(V2?V1)??nR(T2?T1 )???5?8.3145?(?50)?J ?2.079J 由于理想气体热力学能只与温度有关，所以

?U?nCV,m(T2?T1)??5?2.5?8.3145?(?50)?J??5.196kJ

Q=Δ

U?W=（?5.196 ?2.079）kJ= ?7.275kJ ?H?Qp?Q??7.275kJ

3

3

2.10 2mol某理想气体的Cp,m?3.5R。由始态100 kPa，50 dm，先恒容加热使压力升高至200 kPa，再恒压冷却使体积缩小至25 dm。求整个过程的W，Q，ΔU，ΔH。

解: 题设过程可用下图表示。

100 kPa 200 kPa 200 kPa 恒压 恒容 3350 dm 50 dm 25 dm3 （1） （2） T1 T2 T3

p1V1100?103?50?10?3 K=300.68 K T1??nR2?8.3145p2V2200?103?50?10?3 K=601.36 K T2??nR2?8.3145p3V3200?103?25?10?3 K

物理化学

第二章 热力学第一定律

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第二章 热力学第一定律2.1 热力学概论2.2 热力学的一些基本概念 2.3 热力学第一定律 2.4 焓和热容 2.5 理想气体的热力学能和焓 2.6 几种热效应 2.7 化学反应的焓变 上一内容 下一内容 回主目录

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2.1

热力学概论

1. 热力学的研究对象 2. 热力学的研究方法和局限性

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2.1.1 热力学的研究对象(1) 研究化学过程及其与化学密切相关的物理过 热功当量

程中的能量转换关系和转换过程中所遵循的规律；

1 Cal 4.184 J能量守恒定律： 能量有各种不同的形 式，可以相互转变，但能 量的总值不变。 上一内容 下一内容 回主目录

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2.1.1 热力学的研究对象(2) 研究化学变化的方向和限度。 判断在某条件下，指定的热力学过 程变化的方向和可能达到的最大限度。

1. 相变的方向2. 化学变化的方向 上一内容 下一内容 回主目录

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2. 1.2 热力学的研究方法和局限性热力学方法 研究对象是大数