2025年大学《分子科学与工程》专业题库—— 分子热力学与材料科学研究.docxVIP

2025年大学《分子科学与工程》专业题库——分子热力学与材料科学研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题干后的括号内）

1.下列哪个状态函数是广延性质？（）

A.熵

B.压强

C.内能

D.温度

2.根据热力学第零定律，如果物体A与物体B分别与物体C处于热平衡，则物体A与物体B之间也必定处于热平衡。这一定律揭示了（）。

A.熵的存在

B.温度的存在

C.热量的传递方向

D.内能的变化

3.在恒定温度和压力下，一个系统自发变化的方向是（）。

A.熵增加，吉布斯自由能减少

B.熵减少，吉布斯自由能增加

C.熵增加，吉布斯自由能增加

D.熵减少，吉布斯自由能减少

4.对于一个理想气体向真空的自由膨胀过程，下列哪个说法是正确的？（）

A.ΔU0,ΔH0

B.ΔU=0,ΔH=0

C.ΔU0,ΔH0

D.ΔU=0,ΔH0

5.恒温压缩一个气体，其（）。

A.熵增加

B.熵减少

C.熵不变

D.内能增加

6.在相图上，两相共存的平衡曲线上的点表示（）。

A.三个相共存

B.两个相共存，且系统自由度为1

C.一个相

D.三个相共存，且系统自由度为0

7.理想溶液的混合过程（）。

A.吸热，ΔH0

B.放热，ΔH0

C.不吸热也不放热，ΔH=0

D.吸热，ΔH0

8.液体的表面张力是由于（）。

A.液体内部分子间作用力消失

B.液体表面分子受到向内的拉力

C.液体与气体接触界面处分子间作用力增强

D.液体密度较大

9.对于一个由非理想气体和固体组成的系统，其熵变ΔS通常（）。

A.总是大于0

B.总是小于0

C.等于0

D.取决于具体过程

10.热电效应中，Seebeck效应是指（）。

A.在不同温度下，闭合回路中产生电动势

B.电流通过导体产生热量

C.磁场对载流导体产生力

D.电流通过电阻产生焦耳热

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在题干横线上）

1.热力学第一定律的数学表达式为________，它表达了能量守恒和转换定律。

2.热力学第二定律指出，孤立系统的自发过程总是朝着________方向进行，其熵值永不________。

3.吉布斯自由能（G）在恒定温度和压力下的判据是________，它决定了过程的自发方向。

4.克拉佩龙方程描述了在相平衡时，两相共存曲线的斜率与________、______和相变潜热λ之间的关系。

5.拉乌尔定律描述了理想稀溶液中，溶质B的摩尔分数xB与溶液上方溶质B的分压pB之间的关系：pB=________。

6.杨氏方程描述了弯曲液面下的附加压力π与________、______和表面张力γ之间的关系：π=________。

7.统计热力学认为，系统的熵S是系统________的度量。

8.热力学第三定律指出，当温度趋近于绝对零度时，理想晶体的熵趋近于________。

9.在恒定压力下，理想气体的焓变ΔH仅取决于系统的________。

10.热力学方法在材料科学中可用于预测________、评估________和优化________。

三、判断题（每小题2分，共10分。请将“正确”或“错误”填在题干后的括号内）

1.系统经过一个循环过程，其内能变化ΔU等于零。（）

2.对于纯物质，在恒定温度下，其压强增大时，焓值一定增加。（）

3.熵是一个状态函数，其变化值只与系统的始末状态有关，而与变化过程无关。（）

4.在相图上，单相区的系统自由度F=2。（）

5.表面张力总是使液面收缩，趋向于最小表面积。（）

四、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述热力学第一定律和第二定律各自的核心思想。

2.解释吉布斯自由能（G）的物理意义，并说明它在恒温恒压条件下判断过程自发性的依据。

3.为什么说溶液的依数性（如凝固点降低、沸点升高）与溶液中溶质粒子的数量有关，而与粒子的种类无关？

4.从热力学的角度，解释为什么