热力学第二定律试题

1、热力学第二定律试题（一）填空题（每题2分）1气体经绝热不可逆膨胀，DS 0；气体经绝热不可逆压缩，DS 0。（填>、<、=，下同） 2 1mol单原子理想气体从P1、V1、T1等容冷却到P2、V1、T2，则该过程的DU 0，DS 0，W 0。3理想气体的等温可逆膨胀过程中，DS 0，DG 0， DU 0，DH 0。（填>、<、=）41mol液态水在373K、P0下汽化为水蒸气，则DS 0，DG 0，DU 0，DH 0。（填>、<、=）5热力学第二定律告诉我们只有 过程的热温商才与体系的熵变相等，而不可逆过程的热温商 体系的熵变。6在等温等压，不作其它功的条件

2、下，自发过程总是超着吉布斯自由能 的方向进行，直到自由能改变量为零就达到了 态。（二）单项选择题（每题1分）7根据热力学第二定律的表述，下列说法错误的是（ ）(A) 第二类永动机服从能量守恒原理 (B) 热不能全部转化为功而不引起其他变化(C) 热不能全部转化为功 (D) 从第一定律的角度看，第二类永动机允许存在8关于自发过程方向性的说法错误的是（ ）(A) 功可以自发的全部转变成热，但热却不能全部转化为功而不留下其它变化(B) 一切自发过程都是不可逆过程 (C) 一切不可逆过程都是自发过程(D) 功转变成热和其它过程一样具有方向性 9工作在393K和293K的两个大热源的卡诺热机，其效率为（

3、 ）(A) 83% (B) 25% (C) 100% (D) 20%10在可逆循环过程中，体系热温商之和是（ ）(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定11理想气体等温可逆膨胀过程，（ ）(A) 内能增加 (B) 熵不变 (C) 熵增加 (D) 内能减少12某体系在始态A和终态B之间有两条途径：可逆和不可逆，此时有（ ）(A) SA=SB (B) Q/T = Q/T (C) DS=DS (D) DS=13下列说法错误的是（ ）(A) 孤立体系发生的任意过程总是向熵增大的方向进行(B) 体系在可逆过程中的热温商等于体系熵变 (C) 不可逆循环过程的热温商小于熵变(D) 体

4、系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商14热力学第二定律的表达式为dSdQ/T环，则（ ）(A) 始、终态相同时，不可逆过程的熵变小于可逆过程的熵变(B) 如果发生某一过程，体系的熵变与热温商相等，则该过程为不可逆过程 (C) 对于孤立体系，dS0 (D) 在某些情况，可能有dSdQ/T环15300K时，1mol理想气体由A态等温膨胀到B态，吸热1.00KJ，所作的功为A到B等温可逆膨胀功的1/3，则体系的DS为（ ）(A) 3.33J·K-1 (B) 10.0 J·K-1 (C) 1.11J·K-1 (D) -3.33 J·K-1 162mol单原子

5、理想气体，等压由300K升温至600K，其DS为（ ）(A) 3.47 J·K-1 (B) -14.4 J·K-1 (C) 12.5 J·K-1 (D) 28.8 J·K-117在标准压力时，苯的沸点为353.15K，1molC6H6（l）完全汽化为同温同压下的苯蒸气。已知苯的正常汽化热为34.7KJ·K-1，则过程的DS为（ ）(A) 0.093 J·K-1 (B) 197 J·K-1 (C) 50.0 J·K-1 (D) 98.3 J·K-1 18吉布斯自由能G的特定组合为（ ）(A) G=U+PV+

6、TS (B) G=U-PV+TS (C) G=U+PV-TS (D) G=U-PV-TS19关于亥姆霍兹自由能A的描述中，不正确的是（ ）(A)A是体系的容量性质 (B)A具有能量的量纲 (C)A是状态函数 (D)A具有明确的物理意义20下列过程DG=0的过程是（ ）(A) 绝热可逆且W=0的过程 (B) 等温等容且W=0的过程(C) 等温等压且W=0的过程 (D) 等温且W=0的过程21A作为判据的条件是（ ）(A) 绝热可逆过程 (B) 等温等压只作体积功(C) 等容绝热不作非体积功 (D) 等温等容22300K时，某一等温过程的DG=-76.98KJ，DH=-56.90KJ，则DS为（

7、）(A) -18.40 J·K-1 (B) -66.93 J·K-1 (C) 66.93 J·K-1 (D) 703 J·K-123液态水在373K和标准压力P0下汽化，则该过程（ ）(A) DH=0 (B) DS=0 (C) DU=0 (D) DG=024在298K时，反应H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的DG0=-190.53 KJ·mol-1，DS0=19.90 J·K-1·mol-1，则该反应的DH0f（HCl，g）为（ ）(A) -184.6 KJ·mol-1 (B) -196.5 KJ·

8、;mol-1 (C) -92.3 KJ·mol-1 (D) -98.2 KJ·mol-125热力学关系式dG=-SdT+VdP可适用于下列那一过程（ ）(A) 298K，P0的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀(C) 电解水制取氢气 (D) N2+3H2=2NH3未达到平衡26以下性质为强度性质的是（ ）(A) 内能 (B) 化学势 (C) 自由能 (D) 体积（三）简答题（每题2分）27“系统达平衡时熵值最大，自由能最小”的说法正确吗？为什麽？28263K的过冷水结成263K的冰，DS<0，与熵增加原理矛盾吗？为什麽？29可逆过程的热温商与熵变是否相等？不可逆过程

9、的热温商与熵变是否相等？为什麽？30“GT，P 0说明DG<0的过程只能在T，P一定，且W=0条件下发生”，这种说法对吗？为什麽？31指出在373.2K和P0下，液态水蒸发为水蒸气的过程中，DS、DA、DG的符号？（四）计算题（每题8分）322molH2（g）由202.6kPa，24.46dm3反抗恒外压101.3kPa膨胀到体积为73.38dm3。求DS？设氢气为理想气体。33263K和P0下，1mol过冷水凝固为冰，求过程中体系熵变DS？已知水在273K时的凝固热，水CP,m,l=75.3J K-1 mol，冰CP,m,S=36.8J K-1 mol 34在298.2K和P0下进行的

10、相变：H2O（l，298.2K，P0）H2O（g，298.2K，P0），计算相变的DG，并判断能否自发进行。已知H2O（l）在298.2K时的饱和蒸气压为3168Pa, .35温度为400K，压力为5P0的10gHe，在外压为10P0下进行等温压缩至10P0。计算此过程的Q、W、DU、DH、DS、DA、DG。设He为理想气体。36在1.013×105Pa和373.2K时，把1molH2O（g）可逆压缩为液体，计算Q、W、DU、DH、DS、DA、DG。已知在373.2K，1.013×105Pa下水的蒸发热为40.67KJ·mol-1。 热力学第二定律答案（一）填空题

11、（每题2分）1DS>0；DS>0 2DU<0；DS<0；W=03DS>0；DG<0；DU=0；DH=0 4DS>0；，DG=0；DU>0；DH>06可逆过程；小于 7减小；平衡（二）选择题（每题1分）8 C 9 C 10 B 11C 12C 13C 14D 15C 16B 17D 18D 19C 20D 21C 22D 23C 24D 25C 29B（三）问答题（每题2分）30答：不正确。绝热系统或隔离系统达平衡时熵值最大，等温等压不作非体积功的条件下，系统达平衡时自由能最小。本题说法忽略了前提条件。31答：不矛盾。过冷水结成冰，DS体&l

12、t;0，是体系的熵变小于零。当应用熵增加原理判断这一过程是否自发过程时，还要考虑环境的熵变，即：DS隔=DS环+DS体。所以，这与熵增加原理不矛盾。32答：根据克劳修斯原理：任意可逆循环过程的热温商总和等于零，即：。可逆循环A 1 B 2 A，有 ，所以，说明，由A始态到B终态任意可逆过程1、2，热温商的值相等，与途径无关，于是定义为熵变。因此可逆过程的热温商等于熵变。同理，根据不可逆循环过程的热温商总和小于零，得出不可逆循环过程的热温商总和小于零。33答：不正确。GT，P 0只是在等温等压，非体积功为零时过程自发性的判据，并不是只在此条件下DG<0。在其它条件下，DG也可小于零，如理想气体的恒温膨胀。34答：此过程为等温等压可逆相变，DG=0；液态水变成水蒸气吸热，DH <0，DS=，。（四）计算题（每题8分）35解： （2分） （2分） （4分）36解：263K的过冷水凝固成冰是一不可逆过程H2O（l，263K） DS H2O（S，263K） DS1 DS3H2O（l，273K）