材料熱力學複習思考題2019

2021-03-04 09:50:41 字數 1676 閱讀 9060

複習思考題:

1. 簡要說明熱、功的定義。並說明二者的區別和聯絡;

熱是體系與環境之間因溫度有差別爾進行交換或傳遞的能量;功是除熱以外其他能量的巨集觀傳遞形式;功與熱都不是體系的性質,與過程有關。在微觀上,熱是通過分子無序運動實現的,功則是通過分子定向運動完成的。

2. 什麼是狀態函式,狀態函式有哪些特點?

體系的狀態不變,則體系的各種性質也不變。當體系得狀態發生變化,它的一系列性質也隨之改變。改變多少,只取決於體系得開始和終了狀態而與變化途徑無關。

無論經歷多複雜的變化,只要體系復原,這些性質也復原,具有這樣特性的物理量稱為狀態函式。

狀態函式的特點:(1)單值性。(2)「異途同歸,值變相等。」(3)「周而復始,數值還原」(4)狀態函式的增量在數學上可用全微分表示(具有全微分的性質)。

3. 通過體系與環境的關係,說明敞開體系、封閉體系和孤立體系;

體系指劃分出來作為研究的物件的那部分稱為體系(或稱為物係和系統)。環境則指體系以外與體系密切相關、影響所及的部分。有體系和環境之間的關係可將體系分為三種型別:

敞開體系:與環境既有質量交換又有能量交換的體系;封閉體系:與環境無質量交換但有能量交換的體系;孤立體系:

與環境既無質量交換又無能量交換的體系。

4. 舉例說明強度性質和廣度性質;

強度性質與體系的數量無關,不具有加和的性質,如溫度、壓力等;廣度性質與體系的數量有關,在一定條件下具有加和性,如體積、內能等。

5. 寫出基爾霍夫公式,說明其應用;

6. 熵既然是狀態函式,它的變化與過程性質無關。為什麼熵變又能作為過程性質的判據?

首先,熵變能作為過程性質的判據,其前提是適用於絕熱體系或孤立體系,此時δq=0。其次,有柯勞修斯不等式ds≥δq/t 的可逆性可知,熵值本身雖然與過程性質無關,因熵是狀態函式,但熵變ds值與實際發生過程中的熱溫熵有關;在可逆過程中熵變等於熱溫商,在不可逆過程中熵變大於熱溫商。而對於孤立體系,δq=0,那麼,ds值是否大於0,就可以作為判別過程興之的準則了。

7. 化學反應達到平衡時,微觀及巨集觀特徵是什麼?從熱力學角度分析達到化學平衡的條件是什麼?

化學反應達到平衡時其微觀特徵是正、逆反應速度相等。巨集觀特徵是整個巨集觀體系的組成不再隨時間而變化。在熱力學角度來看,達到化學平衡的條件是個物質的化學勢的向量和為零。

即(等溫、等壓,且僅作體積功)。

8. 反應c(s)+co2 (g)→2co(g)的標準自由焓變化與溫度的關係為:

cal, 求在1atm下,1200k時平衡混合氣體中co的體積百分數。

9. 求400k,反應fe(s) + h2(g) = fe(s) + h2s(g)的熱效應。(查表得:

δh0生,fes = -100400 jmol-1; δh0生, h2s = -20500j mol-1 cp(fe) = 37.125 + 6.167*10-3t – 238.

15t-1/2; cp(h2s) = 32.68 +12.38*10-3t – 1.

92*105t-2; cp(fes) = 21.71 + 110.46*10-3t; cp(h2) = 27.

28 + 3.26*10-2t + 0.5*10-5t-2)。

10. 1mol 鋅在其沸點907℃和1atm下蒸發,其蒸發熱為114200jmol-1, 求此過程的δs和δg.。

11.熱力學資料庫包括熱化學資料和化學平衡資料。通過**了解熱化學資料庫,並介紹你查到的資料庫的情況,包括建庫情況,資料型別,應用領域等。

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