回答:
热力学研究的对象是大量分子(或粒子)构成的集合体,称为系统(或称体系),注意,少量分子的微观系统或完全真空不能称为热力学研究的系统。
热力学研究方法是一种演绎的方法,即运用经验所得的基本定律(即热力学三个基本定律),借助系统状态函数(热力学性质)的特性,通过严密的逻辑推理与计算,来判断由大量分子构成的系统的变化的方向与限度,得出的结论具有统计意义。
热力学研究方法的特点是,热力学研究的结论是绝对可靠的,它不考虑物质的微观结构和变化的机理,所以热力学是非常有用的理论工具,对生产实践和科学研究具有重要指导意义,我国著名物理化学家傅鹰先生曾指出:“在量子力学震撼许多科学的时代,热力学的基础仍然稳如泰山。”
热力学的局限性是,不能说明系统的变化和物质微粒结构之间的关系,即不能对系统变化的内在原因和细节做出说明,只能预示过程变化的可能性,但不能解决过程变化的现实性,也不能预言过程的时间性问题,使人感到“知其然,而不知其所以然”。
回答:
等压过程是指系统在变化时,压力与环境保持一样,始终态压力相等,即p1=p2=p环境。
恒压过程是指系统在变化途径中压力恒定不变,并与外压相等。有的人认为等压过程只要求始、终态压力相等,系统在变化过程中压力可以波动,恒压过程指系统变化过程中压力不能波动。我们认为,与等温过程和恒温过程关系一样,热力学不讨论变化的组节,等压过程与恒压过程没有什么区别,是一样的,另外像等温等压过程、恒温恒压过程,等温恒压过程、恒温等压过程都是一样的。
恒压过程与恒外压过程是不一样的,恒压过程是指系统的压力与外压一直保持相等,恒外压只要求外压即环境压力保持不变,不要求系统压力与外压相等,系统的压力可以变化,例如理想气体反抗一定外压进行一次膨胀,是恒外压过程,而不是恒压过程,所以,恒压一定要有恒外压的条件作保证;而恒外压过程却不一定是恒压过程。
回答:
如果系统中仅有气相物质,系统的压力是各气体分压之和;如果系统中仅有凝聚相(液相或固相),则系统的压力是指此凝聚相表面上所承受的压力值;如果系统中气相、液相与固相共存,则系统的压力是其中各相物质的总压力。
(1)状态确定后,状态函数都确定,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。
回答:
(1)正确。(2)正确。(3)不正确,有的状态函数可以不变,例如恒温过程,温度就不变化。
回答:
不对。只有组成不变的均相系统,两个独立状态变数才可确定系统的状态,而该题不是均相系统,是两相系统,系统的状态不能由温度、压力来完全确定,因为该系统中,可部分变成水蒸气,水蒸气也可部分凝聚成水。
回答:
正确。因为当状态确定后,p和V均有确定的数值,则pV的数值确定,故是状态函数。
当然,可以用状态函数的对易关系式来证明(读者自证)。本题说明,状态函数的数学组合(加减乘除等)后得到的物理量,仍然是状态函数。
回答:
不对。热力学第一定律是热领域中能量守恒转化定律,适用于一切封闭系统或隔离系统,以及单相或多相系统。
(1)物体温度越高,其热越多。
(2)物体温度越高,其热能越大。
(3)物体温度越高,其热力学能越大。
回答:
(1)错误。热不是系统的性质,不是状态函数,不能说物体中含多少热。物体温度高,但没有向环境传递热量,就不存在热,热是传递的能量,没有传递就没有热。
(2)正确。热能与热是不同概念,热能指系统中所有粒子的热运动(平动、转动、振动)能量的总和。粒子的热运动与温度有关,温度高,热运动激烈,因此热能就越大。
(3)正确。系统的热力学能包括系统内部所有能量的总和。即系统内分子的平动能、动能、振动能、电子与核的能量以及分子间相互作用势能等的总和。虽然目前系统的热力学能的绝对值还无法确定,但物体温度越高,分子动能就越大,其热力学能也就越大。
回答:
盖斯定律是热化学中最基本的定律,盖斯定律重要意义是利用热化学方程式可以线性组合的特点,由已知一些反应的热效应,计算出未知反应的热效应。
应用盖斯定律满足的条件是:已知化学反应方程式的反应条件要完全相同,包括温度、压力及各物质的相态,并且这些反应都是在等温等压或等温等容、不做其他功的条件下。