物理化学面试常问简答题.pdfVIP

1.一隔板将一刚性容器分为左、右两室，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左、右室

气体的压力达到平衡。若以全部气体作为系统，则U、Q、W为正？为负？或为零？

答：因为容器时刚性的，在不考虑存在其他功德作用下系统对环境所作的功0；容器又是绝热的，系统

和环境之间没有能量交换，因此Q=0，根据热力学第一定律U=Q＋W，系统的热力学能（热力学能）

变化U=0。

3.若系统经下列变化过程，则Q、W、Q+W和U各量是否完全确定？为什么？（1）使封闭系统由某

一始态经过不同途径变到某一终态（2）若在绝热的条件下，使系统从某一始态变化到某一终态【答】（1）

对一个物理化学过程的完整描述，包括过程的始态、终态和过程所经历的具体途径，因此仅仅给定过程的

始、终态不能完整地说明该过程。Q、W都是途径依赖（path-dependent）量，其数值依赖于过程的始态、

终态和具体途径，只因为Q+W=U，只要过程始、终态确定，则U确定，因此Q+W也确定。

（2）在已经给定始、终态的情况下，又限定过程为绝热过程，Q=0，Q确定；W=U，W和U也

确定。

4.试根据可逆过程的特征指出下列过程哪些是可逆过程？

（1）在室温和大气压力（101.325kPa）下，水蒸发为同温同压的水蒸气；

（2）在373.15K和大气压力（101.325kPa）下，蒸发为同温同压的水蒸气；

（3）摩擦生热；

（4）用干电池使灯泡发光；

（5）水在冰点时凝结成同温同压的冰；

（6）在等温等压下将氮气和氧气混合。

【答】（1）不是可逆过程。（一级）可逆相变过程应该是在可逆温度和压力下的相变过程，

题设条件与之不符，室温下的可逆压力应该小于101.325kPa，当室温为298K时，水的饱和蒸气压为

3168Pa。（2）可能是可逆过程。（3）不是可逆过程。摩擦生热是能量耗散过程。（4）不是可逆过程。

无穷小的电流不能将灯泡点亮。（5）可能是可逆过程。273K、1atm下水可以可逆地形成冰。（6）可能

是可逆过程。通过范霍夫平衡箱可以实现可逆混合。

7.夏天打开室内正在运行中的电冰箱的门，若紧密门窗（设门窗及墙壁均不传热），能否使室内温度降低？

为什么？不能。电冰箱属于热机，当电冰箱正常工作时，通过消耗电功，Q1的热量从冰箱内被取出排放

到室内，其值为Q2。根据能量守恒，有Q2=Q1+W1；当打开电冰箱的门，两个热源（室内空气和冰箱

内空气）联为一体，称为单一热源。以室内空气为体系其热力学能变化：U=-Q1+Q2=Q1+(Q1+W)=

W上式表示室内空气的热力学能变化等于电源的电功值，因此空气的温度升高。

2.当两个相的温度相同但压力不同时，两个相能达到平衡吗？如果两相的压力相同而温度

不同，两相能达到平衡吗？

【解】一般而言，当系统达到热力学平衡时，系统将同时满足热平衡、力平衡、相平衡和化学

平衡。具体到相平衡，其条件是各物质在两相中的化学势相同。影响化学势的因素有温度和压力，达到相

平衡时一般温度和压力亦相等。如果温度相同，而压力不等同样有达到相平衡的可能，如渗透系统；同样

地，在压力相同而温度不同的情况下，也应该有达到相平衡的可能性。

5.说明物系点和相点的区别，什么时候物系点和相点是统一的？

【解】物系点表示系统的组成，而相点表示系统相的组成。当系统是单相的时候，两者是重合的

7.如用二氧化碳超临界流体作萃取剂，最低的工作压力是多少？能在室温下进行此操作吗？

【解】二氧化碳的临界参数是Tc=31.26C、pc=7.2MPa，因此最低压力是7.2MPa。因

为Tc=31.26C十分接近典型的室温值25C，因此CO2超临界流体萃取可以在近室温下操作。

14.三组分系统相图中的连接线又称为结线，请问结线的含义是什么？结线和杠杆规则有联1.

1、原电池和电解池有何不同？

【答】原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能。

2.电解质溶液的导电能力与哪些因素有关？

【答】电解质溶液导电能