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一、问答题

1． 为什么膨胀功和压缩功均使用相同的公式

（外）dV?

【答案】热力学中功是以环境为基础，即以环境所留下的变化来衡量的。膨胀时，系统反抗外压对环境做功，环境得到功，相当于将一重物升高。因此

（外）dV 。当外压大于系统

压力时，系统被压缩，环境对系统做功，相当于重物高度下降，环境损失掉做功的能力，本身做功的能力就减小。因此压缩过程中，起作用的压力不是内压而是外压，外压决定了系统做功的大小，故其体积功的表达式仍为 2． 在以

和

为原料制备

（外）dV 。 溶胶时，或者使

过量，或者使

过量，两种情况所制得的

溶胶的胶团结构有何不同？胶核吸附稳定离子时有何规律？

【答案】胶核吸附离子的规律是首先吸附使胶核不易溶解的离子或水化作用较弱的负离子。

过量时，过量时，

胶团的结构为

胶团的结构为

3． 写出一维谐振子的能级公式，振动量子数的取值规定以及能量的统计权重（简并度）。

【答案】

4． 现欲在实验室测定35°C 下苯的黏度:

（1）需要准备什么仪器与试剂？各自的用途是什么？ （2）简述测定过程。 （3）写出算式。

【答案】（1）恒温槽恒温；乌氏黏度计一一测黏度；秒表一一测时间；蒸馏水一一参照液体（黏度、密度与温度 关系己经有精确的测定值）。

（2）首先恒温槽调到35°C , 将加了水的黏度计在恒温槽中恒温15〜20min ，然后测定一定体积水通过黏度 计毛细管所需时间，重复三次（最大偏差不得大于0.2s ）, 求得三次测定的平均值；然后倒去水，干燥乌氏 黏度计，倒入少许苯洗净毛细管，再倒入苯样品，如水一样恒温、测定一定体积苯流过毛细管所需时间三次， 求平均值。

（3）苯的黏度的计算公式

5． 对于只用两个热力学量描述的封闭系统，其p —V 图上任意两条恒温可逆线都不可能相交。这一说法对否？

【答案】对，如果两条线相交，那么两条线具有相同的温度，因而除交点外，同一压力P 时，系统就有两个不同的体积。此时T ，P 都固定，与只用两个独立变量描述系统的假设矛盾。 6． 等碱金属的皂类作为乳化剂时，易于形成型的乳状液；等高价金属的皂类作为乳化剂时，则易于形成

型的乳状液，试说明原因。

【答案】乳化剂分子具有一端亲水而另一端亲油的特性，其两端的横截面通常大小不等。当它吸附在乳状液的界面层时，常呈现“大头”朝外，“小头”向里的几何构型，就如同一个个的楔子密集地钉在圆球上。采取这样的几何构型，可使分散相液滴的表面积最小，界面吉布斯函数最低，

而且可以使界面膜更牢固。当

等碱金属的皂类作为乳化剂时，含金属离子的一端是亲水的

型乳状液；而当

等高价金

“大头”，非极性的一端是亲油的“小头”，故易形成油在 里的有利于形成水在里的 7． 从同一初态力相同吗? 为什么？

【答案】不相同。同样由

绝热过程两过程的Q 都为零。由卡诺定理知，可逆

绝热膨胀系统付出的功大于不可逆绝热膨胀系统所付出的功。因而前一过程中系统热力学能降低得更多，相应的终态气体温度也更低。所以可逆绝热膨胀比不可逆绝热膨胀到终态V2时气体的压力更低。 8． 1mol 始态为

型乳状液。

分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积都是时，气体压

属的皂类作为乳化剤时，非极性的一端是亲油的“大头”，含金属离子的一端是亲水的“小头”，故

的水，在一体积合适的真空玻璃瓶中蒸发，最终成为同温同压的水蒸气。

又认为始态与终态的温度、压力都没变，所

某同学根据公式dG=Vdp-SdT算得该过程的

以得出“上述过程为可逆过程”的结论，你是否同意这一结论? 为什么？

【答案】该结论不正确。因为吉布斯函数判据的应用条件是：①封闭体系，组成恒定，且不作非体积功。②组成可变，不作非体积功，且为可逆过程。而在上述过程中，并不满足该公式的使用条件，所以不能应用dG=VdP-SdT, 自然也就不能得到“为可逆过程”的结论。

9． 某分子的配分函数是求在任何给定温度下体系平均能量和熵的表达式。设体系为定位子体系。

【答案】在定位子体系中，可求得体系平均能量：

体系熵：

10．两条可逆绝热线是绝不可能相交的，如果相交了，见下图，将发生什么后果？

【答案】若两条可逆绝热线相交，它们将与可逆恒温线形成循环。设经历图示的可逆循环复原，其中

A 为恒温可逆膨胀，且可逆循环的热温商之和为：

又因循环后

故

表明系统从一个热源吸热，并完全转化为功，而没有发生其它

变化，这是违反热力学第二定律的。因而两条可逆绝热线不可能相交。

二、计算题

11．电池

己时

,

①写出电极反应和电池反应。

②计算电池在298.15K 时的电动势E 及电池放电1F 所做的电功。 ③计算银电极的标准电极电仿【答案】①反应的方程式如下 阳极反应：阴极反应：电池反应：

②由电池反应的能斯特方程可得，

③设有以下三个反应：

因方程（3）=方程（2）方程（1）

知

298.15K