第二章 热二

1、第二章热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：一、判断题（说法正确否）：1自然界发生的过程一定是不可逆过程。2不可逆过程一定是自发过程。3熵增加的过程一定是自发过程。4理想气体绝热可逆膨胀过程的S = 0，绝热不可逆膨胀过程的S 0，绝热不可逆压缩过程的S 0。5错。系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。经绝热可逆，S = 0；绝热不可逆过程，S 0。6错。系统经循环过程后回到始态，状态函数都不改变，但不能依此来判断过程的性质，可逆循环与不循环都可以回到始态。7错。正确说法是隔离系统平衡态的熵最大。8错。正确的是绝热可逆过程中S = 0，绝热不可逆过程中S

2、0。5计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6由于系统经循环过程后回到始态，S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。7平衡态熵最大。8在任意一可逆过程中S = 0，不可逆过程中S 0。9理想气体经等温膨胀后，由于U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10自发过程的熵变S 0。11相变过程的熵变可由 计算。THS12当系统向环境传热时(Q 0。11错。必须可逆相变才能用此公式。12错。系统的熵除热熵外，还有构型熵。例如NaOH固体溶于水，或C在氧气中燃烧，都是放热，但熵都是增加。13对。固体、液体变成气体，熵是增加的。14冰在0，p下转变为

3、液态水，其熵变 0，所以该过程为自发过程。THS15自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。17在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。18系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。14错。冰在0，p下转变为液态水，不能认为是自发方程；同样在0，p下液态水也可以变成冰，只能说是可逆过程（或平衡状态）。（或平衡状态）。15错。只有孤立体系才成立，非孤立体系不成立，例如过冷水结冰，S 0（体积不变，压力升高）， S 0，F 0与S 0 无法判断G符号。 27W、Q、U、H = 0，S 0。 V1 = RT/10 ，V2 = RT

4、12111()22 10120VVRTRTVRT THSQdST环QdST环QdST环QdST环QdST环(A)必为可逆过程或处于平衡状态 ；(B)必为自发过程 ；必为不可逆过程 ；(C)(D)违反卡诺定理和第二定律，过程不可能发生 。二、单选题：二、单选题：1 适合于下列过程中的哪一个？(A) 恒压过程 ；(B)绝热过程 ；(C)恒温过程；(D)可逆相变过程2可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：(A) 跑的最快 (B)跑的最慢(C)夏天跑的快 (D)冬天跑的快 。3在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是什么？(A)不变 ；(B)可能增大或减小；(C) 总是增大 ；(D)总是

5、减小 。4应用克劳修斯不等式 判断，下列哪个判断不正确：TGHSRTQdS环体系环境TQSTHS101VHT5下列计算熵变公式中，哪个是错误的：(A)水在25、p下蒸发为水蒸气：(B)任意可逆过程： (C) 环境的熵变： (D)在等温等压下，可逆电池反应： 6当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变S = l0 JK-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的 ，该变化中从热源吸热多少？ (A) 1.5R ； (B) 2.5R ； (C)3.5R ； (D)2R 。 (A) 5000 J ； (B) 500 J ； (C)50 J ；(D) 100 J 。71mol双原子理想气

6、体的 是：8理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：(A)S(体) 0，S(环) 0 ；(B)S(体) 0，S(环) 0，S(环) = 0 ； (D)S(体) 0，S(环) 0，S(环) 0 ；(B)S(体) 0 ；(C)S(体) 0，S(环) = 0 ；(D)S(体) 0，G 0 ；(B)S 0，G 0 ；(C)S = 0，G = 0 ；(D)S = 0，G 0，H 0 ；(B)S 0，H 0 ；(C)S 0 ；(D)S 0，H rHm/T ； (C)rSm rHm/T ；(D)rSm rHm/T 。22等熵等容条件下，过程自发进行时，下列关系肯定成立的是：(A)

7、G 0 ； (B) F 0 ；(C) H 0 ；(D)U 0 。23实际气体节流膨胀后，其熵变为：(A) (B) (C) (D)24一个已充电的蓄电池以1.8 V输出电压放电后，用2.2 V电压充电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：(A)Q 0，S 0，G 0 ； (B) Q 0，W 0，S 0，G 0，W 0，S = 0，G = 0 ； (D) Q 0，S = 0，G = 0 0,0环TQSTGHS25下列过程满足 的是：(A) 恒温恒压(273 K，101325 Pa)下，1mol 的冰在空气升华为水蒸气 ；(B)氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀 ；(C)理想气体自由膨胀 ；(D)绝热

8、条件下化学反应 。26吉布斯自由能的含义应该是：(A)是体系能对外做非体积功的能量 ；(B)是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量 ；(C)是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量 ；(D)按定义理解 G = H - TS 。27在 10、P下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：(A) U = TS； (B) (C) H = TS + Vp； (D) GT,p = 0。28对于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：(A) F U ； (B) F H ； (D) H 4 3 1 5 6 ；(B)6 5 4 3 2 1 ；(C)4 5 3 1 2 6 ；(

9、D)1 2 4 3 6 5 。CpTGTVApTHVSUSVUSVUpTGTFVVSUTpGABQQTT三、多选题：三、多选题： 1在以下偏导数中，大于零的有：(A) (B) (C) (D) (E)2由热力学基本关系式，可导出 等于： (A) (B) -p； (C) (D) (E)3体系的始态与终态之间有两种途径：A为可逆途径；B为不可逆途径。以下关、系中不正确的是：(A)SA = SB ；(B)(C)SB = QB/T ；(D)SA = QA/T ； (E)SB = QA/T 。电解 原电池 光叶绿素等温抽去隔板4下列过程中，那些过程的G 0：(A)等温等压下，H2O(l,375K,p)H2

10、O(g,375K,p) ；(B)绝热条件下，H2(g,373K,p)H2(g,300K,0.1p) ；(C)等温等压下，CuSO4(aq) + H2O Cu(s) + H2SO4(aq) + O2(g)； (D)等温等压下，Zn + CuSO4(aq)(E)等温等压下，mCO2 + nH2O5化学反应在等温等压下能自发进行的判据是：(A) S 0 ； (B) G W ； (C) F 0 ；(D) BB 0 ； (E) H 0 。6在O2(理想气体) 的如下过程中，属于等熵过程的是：(A) 绝热恒容过程 ； (B) 等温可逆膨胀过程 ；(C) O2，V2 O2, V2 2 O2, 2V2 (D)

11、绝热可逆膨胀；(E)绝热恒外压膨胀 。ZnSO4(aq) + Cu ；碳水化合物 。7等温等压下，反应的热力学可能性随温度降低而增大的是：(A)Zn(s) + H2SO4(aq)ZnSO4 + H2(g,p) ；(B)Zn(s) + CuSO4(aq)ZnSO4(aq) + Cu(s) ；(C)2CuCl2(s) + H2(g)2Cu(s) + 2HCl(g) ；(D)C2H4(g) + H2(g)C2H6(g,p) ；(E)CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) + 2H2O(l) 。8下列过程中，S(系) 0，S(总) 0 的过程是：(A)等温等压H2O(l,270K,p)H2O(s,

12、270K,p) ；(B)等温等压H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p) ；(C)等温等压H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p) ；(D)n mol理想气体恒外压等温压缩过程 ；(E)1000K CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) 。9378K、标准压力下，过热水的下列哪个物理量小于同温同压下水蒸气：(A)Hm ；(B) Gm ； (C) ； (D) Sm ； (E) Am 。 10下列过程中，G 0 的是：(A)等温等压H2O(l,268K,p)H2O(s,268K,p) ；(B)等温等压H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p) ；(C)H2

13、O(l,373K,p) H2O(g,373K,p)；向真空蒸发 (D)等温等压H2O(l,373K, 5P)H2O(g,373K, 5P) ；(E)等温等压H2O(g,373K, 0.5P)H2O(l,373K, 0.5P) 11常压下10过冷的水变成10的冰，在此过程中，体系G与H如何变化：(A) G 0 ； (B) G 0，H 0 ；(C) G = 0，H = 0 ；(D) G 0，H 0 ； (E) G = 0，H 0 。12在383K、p下，1mol过热水蒸汽凝结成水，则体系、环境及总熵变为：(A)S (体) 0，S (环) 0，S (总) 0 ；(B)S (体) 0，S (总) 0

14、；(C)S (体) 0，S (环) 0，S (总) 0 ；(D)S (体) 0，S (总) 0，S (环) 0，反应不能自发进行，因此不是形成 Ag2O 所致。 1110mol H2(理想气体)，CV,m =2.5R JK-1mol-1，在298K、p时绝热可逆地压缩到10p，计算该过程的Q、W、U、H、S、F和G 。巳知 Sm(298K) = 130.59 JK-1mol-1 。K5761 . 0298577212112ppTT，11解：Q = 0， W = U = nCV,m(T2T1) = 10 2.5R (576298) = 57.8 kJU = 57.8 kJ，H = nCpm(T2

15、T1) = 10 3.5R (576298) = 80.8 kJS = 0 ，G = HSm,298T = 80.910 130.59 (576298) 103 =282.1kJA = UST =305.2 kJ12计算符合状态方程 的1mol气体从(p1，V1)恒温可逆RTVVap2膨胀到(p2，V2)时的W、Q、U、H、S、F和G。(用V1、V2来表示) 。pTpTpVSTVUVTTRTVVap22RTapVV322VaVRTVpVRTpTV，2VapVRTVUT12211dd2121VVaVVaVVUUVVVVT12解：这类题目非常典型，计算时可把热力学量分为两类：一类是状态函数的变化，包括U、H、S、A、G，计算时无需考虑实际过程；另一类是过程量，包括Q、W，不同的过程有不同的数值。先求状态函数的变化，状