热力学第二定律补充练习题

1、第二章 热力学第二定律补充练习题（一）、填空题1、1mol理想气体在温度T下从10 dm-3做恒温可逆膨胀，若其熵变为5.76 J×K-1，则其终态的体积为。2、 1mol理想气体在298K和101.325 kPa下做恒温可逆压缩，若过程的DG为5966J，则其末态压力为。3、 对于无相变、无化变、只做体积功的封闭系统，的值（填：大于零、小于零或等于零）。4、 1mol范德华气体在等温下从体积V1膨胀到体积V2的DS = 。5、 298K下，将两种理想气体分别取1mol进行恒温恒压的混合，则混合前后热力学性质的变化情况为：DU=0，DS> 0，DG <0。（填：>、

2、= 或 <）。6、 298K下，将两种理想气体分别取1dm3恒温混合成1dm3的混合气体，则混合前后热力学性质的变化情况为：DU= 0，DS= 0，DG= 0。（填：>、= 或 <）。7、 268K及101.325 kPa下，1mol过冷液态苯凝固为固态苯，放热9874 J×mol-1，此时的熵变化为-35.65 J×mol-1×K-1。若有2mol的苯发生这样的不可逆相变化，则系统的DG = 。8、理想气体卡诺循环：在T-S图上可表示为：在T-H图上可表示为：H/kJS/J×K-1T/KT/K9、1mol理想气体从同一始态(p1, V

3、1, T1)分别经绝热可逆和绝热向真空自由膨胀至相同的V2，其相应的终态为(p2, V2, T2) 及(p3, V2, T3)，则在两个终态间的关系是：T2T3，p2p3，S2S3。（填>、= 或 <）10、323.15K时水的饱和蒸气压为13.33 kPa，若1mol 水在323.15K，13.33 kPa的条件下向真空蒸发为323.15K，13.33 kPa的水蒸气，则此过程的DU 0、DH 0、DS 0、DA 0、DG 0。（填>、= 或 <）11、有1mol理想气体，始态温度为T1，体积为V1，经下述不同过程达到终态，终态体积均为2V1，则系统的熵变分别为：（1

4、）等温不可逆膨胀，DS0；（2）绝热等外压膨胀，DS0；（3）绝热可逆膨胀，DS0。（填空：>、= 或 <）12、水的饱和蒸气压与温度的关系为：。则A= ，水的摩尔蒸发焓vapH= ，250K时水的饱和蒸气压为： 。填空题答案：1. 20dm-3 2. 1.126´103 kPa3. 大于零4.5. = > < 6.= = = 7. 639.6 J 8. BH/kJS/J×K-1T/KT/KA,BAC,DDC 恒V 9. < < < 10. > > > < =11. > > = 1217.71 4

5、0.60 kJ×mol-1 （二）、选择题：1. 隔离系统内发生的可逆变化过程：（ ） ADS = 0，DS(环) = 0BDS > 0，DS(环) = 0CDS = 0，DS(环) > 0DDS > 0，DS(环) > 02. 实际气体经一不可逆循环：（ ）ADS = 0，DU> 0 BDS > 0，DU>0CDS = 0，D U = 0 DDS> 0， DU= 03. 理想气体绝热向真空膨胀时：（ ）ADU = 0，DS = 0，DG = 0BDU > 0，DS > 0，DG > 0CDU < 0，DS &l

6、t; 0，DG < 0DDU = 0，DS > 0，DG < 04. 对于单组分系统，温度一定时，下列图形正确的是：（ ） A B C D5. 1mol理想气体经过一个恒温可逆压缩过程，则该过程：（ ）ADG>DABDG=DACDG<DAD无法比较6. 某系统经任一循环过程，系统与环境所交换的热与温度的关系可表示为：（ ）ABCD7在298K时已知气相反应的为-514.2kJ·mol-1，则发生1mol 反应的DA0： （ ）ADA0= -514.2 kJ×mol-1BDA0= 0CDA0> -514.2 kJ×mol-1DDA

7、0< -514.2 kJ×mol-18欲使一过程的DG= 0，应满足的条件是：（ ）A可逆绝热过程B恒容绝热且只作膨胀功的过程C恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程D恒温恒容且只作膨胀功的可逆过程9在恒温恒压不作非体积功的情况下，下列哪个过程肯定可以自发进行？（ ）ADH>0，且DS>0BDH>0，且DS<0CDH<0，且DS>0DDH<0，且DS<010下列说法中，哪一种是不正确的？（ ）A隔离物系中的熵永不减少B在绝热过程中物系的熵决不会减少C物系处于平衡态时熵值最大D任何热力学过程不可能出现DS总<011在实际气体绝热可逆膨

8、胀过程中： （ ）ADS>0 BDS<0 CDU>0 DDU <012理想气体经一个不可逆循环过程，则： （ ）ADS(系) > 0 BDS(环) > 0 CDS(系) <0 DDS(环) <013气体CO与O2在一坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程：（ ）ADU = 0， BDH = 0 CDS = 0 DDG = 014对于封闭系统纯PVT变化过程，的值： （ ）A大于零， B小于零 C等于零 D正负不定15在101.325kP下，-10时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中：（ ）A DS = 0，DG = 0B DS &g

9、t; 0，DG< 0C DS < 0，DG < 0D DS > 0，DG > 0选择题答案： 1. A 2. C3. D 4. A 5. B6. C 7. C 8. C 9.C 10.C 11. D 12. B 13. A 14B 15.C （三）讨论习题11mol理想气体连续经历下列过程：（1）由100kPa、25等容加热到100；（2）绝热向真空膨胀至体到增大一倍；（3）恒压冷却到温度为25。求总过程的Q、W、U、H、S、A、G。解：三个过程用框图表示如下：T2=373.15KP2V2= V1T3=373.15KP3V3=2 V1T4=298.15KP4= P

10、3V4T1=298.15Kp1=100kPaV1（1）是恒容过程，所以（2）理想气体向真空膨胀温度不变，所以（3）恒压过程：2在90、101.325kPa下，1mol过饱和水蒸汽凝结为同温同压下的水，求此过程的Q、W、U、H、S、A及G。已知水的，水在正常沸点的摩尔蒸发热为40.60kJ·mol-1。1mol H2O(l)101.325kPaT1=90解：设计过程如下：1mol H2O(g)101.325kPaT1=90DH DS D1H D1S D3H D3S 1mol H2O(l)101.325kPaT2=1001mol H2O(g)101.325kPaT2=100D2H D2S

11、 325、p0时，金刚石与石墨的标准熵分别为2.38J·mol-1·K-1和5.74 J·mol-1·K-1；标准摩尔燃烧焓分别为-395.41J·mol-1和-393.51J·mol-1；密度分别为3.513g·cm-3和2.260g·cm-3。（1）求25、p0下石墨转变为金刚石的G；（2）在这种情况下，哪一种晶型比较稳定？（3）增加压力能否使原来不稳定的晶型成为稳定的晶型？如果可能，所需的压力是多少？假设密度不随压力而变。解：(1)25、p0下1mol石墨转变为金刚石时： =1´（-393.51+395.41）kJ=1.90kJ =1´（2.38-5.74）J·K-1=-3.36J·K-1G=H-TS= 1.90´103-298