物理化学面试常问简答题

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（101.325 kPa）下，水蒸发为同温同压的水蒸气； （2）在 373.15 K 和大气压力（101.325 kPa）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 101.325 kPa，当室温为 298 K 时，水的饱和蒸气压为 3168 Pa。（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。273 K、1 atm 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 Q 2=Q 1+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...