能源与环境工程热力学知识梳理.docxVIP

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①

姓名所在地区

姓名所在地区身份证号

密封线

注意事项

1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。

2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。

3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。

一、选择题

1.热力学第一定律的数学表达式是：

a)ΔU=QW

b)ΔU=QW

c)ΔU=WQ

d)ΔU=QW

2.摩尔体积最小的物质是：

a)气体

b)液体

c)固体

d)纯粹物质

3.熵增原理表明，孤立系统的熵：

a)永远增加

b)永远减少

c)可以增加，也可以减少

d)不变

4.热力学第二定律的克劳修斯表述是：

a)热量不能自发地从低温物体传到高温物体

b)热量可以自发地从低温物体传到高温物体

c)热量不能从高温物体传递到低温物体

d)热量可以从低温物体传递到高温物体

5.标准状态下，水的比热容为：

a)4.18kJ/(kg·K)

b)2.1kJ/(kg·K)

c)1.04kJ/(kg·K)

d)0.88kJ/(kg·K)

答案及解题思路：

1.答案：a)ΔU=QW

解题思路：热力学第一定律表明能量守恒，即系统内能的变化等于传入系统的热量和对外做功的和。因此，正确的表达式是ΔU=QW。

2.答案：c)固体

解题思路：在标准条件下，固体的分子排列最为紧密，因此摩尔体积最小。

3.答案：a)永远增加

解题思路：熵增原理指出，孤立系统的熵不会减少，在可逆过程中保持不变，而在不可逆过程中总是增加。

4.答案：a)热量不能自发地从低温物体传到高温物体

解题思路：克劳修斯表述是热力学第二定律的一种形式，它指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。

5.答案：a)4.18kJ/(kg·K)

解题思路：在标准大气压下（101.325kPa），水的比热容是一个已知的物理常数，其值为4.18kJ/(kg·K)。

二、填空题

1.根据热力学第一定律，ΔU等于________、________和________的和。

答案：ΔQ，ΔW，ΔE

解题思路：热力学第一定律表明，系统的内能变化ΔU等于系统吸收的热量ΔQ和系统对外做的功ΔW的和。数学表达式为ΔU=ΔQΔW。

2.在热力学循环中，内能的变化为零，但________和________可能存在变化。

答案：热量，功

解题思路：在热力学循环中，由于内能是状态函数，内能的变化为零意味着在整个循环过程中系统的内能没有净变化。但系统可能吸收和放出热量，同时对外做功或者从外界获得功，因此热量和功可能存在变化。

3.________系统是指系统与周围环境之间没有物质交换。

答案：封闭系统

解题思路：封闭系统指的是在一个封闭的容器内，系统与外界不进行物质交换，但可以与外界交换能量。因此，这种系统的定义是“封闭系统”。

4.________系统是指系统与周围环境之间没有能量交换。

答案：孤立系统

解题思路：孤立系统是指既不与外界交换物质，也不与外界交换能量的系统。这种系统的定义是“孤立系统”。

5.熵是系统的________的度量。

答案：无序程度

解题思路：熵是热力学系统中衡量其无序程度的一个物理量。系统的熵越大，表明系统的无序程度越高。因此，熵是“无序程度”的度量。

三、判断题

1.标准摩尔自由能变化为零的物质在标准状态下是稳定的。（√）

解题思路：标准摩尔自由能变化（ΔG_f°）为零意味着物质在标准状态下的自由能是最小的，即该物质在标准状态下是最稳定的。

2.一个不可逆的循环过程的熵变化总是大于零。（√）

解题思路：根据热力学第二定律，不可逆过程的熵增加总是大于零，因此不可逆循环过程的熵变化总是大于零。

3.在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。（√）

解题思路：绝热过程定义为系统与外界没有热量交换的过程，因此在此过程中系统与外界没有热量交换。

4.理想气体的内能仅取决于温度。（√）

解题思路：理想气体的内能仅与温度有关，与体积和压强无关，这是因为理想气体分子间没有相互作用力。

5.标准摩尔反应焓变与反应物的量成正比。（×）

解题思路：标准摩尔反应焓变（ΔH_r°）是一个特定反应在标准状态下的焓变，它与反应物的量无关。它是根据反应方程式中各物质的化学计量数计算得