热力学第二定律复习题.docx

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热力学第二定律复习题

热力学第二定律

基本计算公式

△S环=-Q体/T环

△A=△U-△（TS），dA=-SdT-pdV

△G=△H-△（TS），dG=-SdT-Vdp

不同变化

过程△S、

△A、△G

的计算

简单pVT

变化（常压下）

凝聚相及

实际气体

恒温：

△S=-Qr/T；△AT≈0，△GT≈V△p≈0（仅对凝聚相）

△A=△U-△（TS）,△G=△H-△（TS）;△A≈△G

恒压变温

nCp,mln（T2/T1）

Cp,m=常数

恒容变温

nCV,mln（T2/T1）

CV,m=常数

△A=△U-△（TS）,△G=△H-△（TS）;△A≈△G

理想气体

△A、△G

的计算

恒温:

△AT=△GT=nRTln（p2/p1）=-nRTln（V2/V1）

变温：

△A=△U-△（TS）,△G=△H-△（TS）

计算△S△S=nCV,mln（T2/T1）+nRln（V2/V1）

=nCp,mln（T2/T1）-nRln（p2/p1）

=nCV,mln（p2/p1）+nCp,mln（V2/V1）

的通式：

纯物质两

相平衡时

T~p关系

g↔l或s两相

平衡时T~p关系

任意两相平衡T~p关系：

（Clapeyron方程）

微分式：

（C-C方程）

定积分式：

ln（p2/p1）=-△vapHm/R（1/T2-1/T1）

不定积分式：

lnp=-△vapHm/RT+C

恒压相变化

不可逆：

设计始、末态相同的可逆过程计算

可逆：

△S=△H/T；△G=0；△A

≈0（凝聚态间相变）

=-△n（g）RT（g↔l或s）

化学

变化

标准摩尔生成Gibbs函数定义

，，

或

G-H方程

（∂△G/∂T）p=（△G-△H）/T或[∂（△G/T）/∂T]p=-△H/T2

（∂△A/∂T）V=（△A-△U）/T或[∂（△A/T）/∂T]V=-△U/T2

积分式：

应用：

利用G-H方程的积分式，可通过已知T1时的△G（T1）或

△A（T1）求T2时的△G（T2）或△A（T2）

微分式

热力学第三定律及其物理意义

规定熵、标准摩尔熵定义

任一物质标准摩尔熵的计算

一、选择题

1．　体系经历一个正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？

（a）体系本身没有任何变化

（b）再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环，最后体系和环境都没有任何变化

（c）体系复原了，但环境并未复原

（d）体系和环境都没有任何变化

（答案）d（什么叫卡诺循环？

以理想气体为工作物质，从高温（Th）热源吸收（Qh）的热量，一部分通过理想热机用来对外做功（Wr）另一部分（Qc）的热量放给低温（Tc）热源。

这种循环称为卡诺循环。

P102）

2．一卡诺热机在两个不同温热源之间运转,当工作物质为气体时,热机效率为42%,若改用液体工作物质,则其效率应当

（a）减少（b）增加

（c）不变（d）无法判断

（答案）c（卡诺定律的推论？

P10９－110）

3．　在pV图上，卡诺循环所包围的面积代表了

（a）循环过程的（b）循环过程的自由能变化

（c）循环过程的熵变（d）循环过程的焓变

（答案）a

4．　当低温热源的温度趋近于0K时，卡诺热机的效率

（a）趋近于1（b）趋于无限大

（c）趋于0（d）大于其它可逆热机效率

（答案）a（卡诺热机效率，卡诺定律？

P108）（所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率都不能超过可逆机，即可逆机的效率最大。

）

5．　关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的

（a）热不能自动从低温流向高温

（b）不可能从单一热源吸热做功而无其它变化

（c）第二类永动机是造不成的

（d）热不可能全部转化为功

（答案）d（P107热力学第二定律的开尔文说法和克劳修斯说法）

6．　关于熵的说法正确的是

（a）每单位温度的改变所交换的热为熵

（b）可逆过程熵变为零

（c）不可逆过程熵将增加

（d）熵与系统的微观状态数有关

（答案）d（熵函数的定义P110－111）,,

7．熵变∆S是：

（1）不可逆过程热温商之和

（2）可逆过程热温商之和

（3）与过程无关的状态函数

（4）与过程有关的状态函数

以上正确的是

（a）1,2（b）2,3

（c）2（d）4

（答案）b（熵函数的定义和性质P110－111），

8．任意的可逆循环过程，体系的熵变

（a）一定为零（b）一定大于零

（c）一定为负（d）是温度的函数

（答案）a

9．封闭体系经过一循环过程后，则

（a）体系的熵增加（b）U=0

（c）Q=0（d）体系的T、P都不变

（答案）d（什么叫过程函数，什么叫状态函数，状态函数的性质）

10．在始末态一定的热力学过程中

（a）过程热为定值（b）可逆热温商为定值

（c）热容为定值（d）热力学能U为定值

（答案）b

11．对于不做非体积功的隔离体系，熵判据为

（a）（dS）T,U≥0（b）（dS）p,U≥0

（c）（dS）U,p≥0（d）（dS）U,V≥0

（答案）d

（熵熵判据P11３）>0不可逆过程

dSad或dSiso（=dSsys+dSsur）=0可逆过程或平衡状态

<0不可能发生的过程

.11.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）总是减小

（答案）c（熵增原理P11３－11４）,

在绝热条件下，趋向于平衡的过程使体系的熵增加。

或者说在绝热条件下，不可能发生熵减少的过程。

12.263K的过冷水凝结成263K的冰，则

（a）∆S<0（b）∆S>0

（c）∆S=0（d）无法确定

（答案）a

12.根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大？

（a）水蒸气冷却成水（b）石灰石分解生成石灰

（c）乙烯聚合成聚乙烯（d）理想气体绝热可逆膨胀

（答案）b

13.对理想气体等温可逆过程,其计算熵变的公式是：

（a）∆S=-nRTln（p1/p2）

（b）∆S=nRTln（V1/V2）

（c）∆S=nRln（p2/p1）

（d）∆S=nRln（V2/V1）

（答案）d

14.环境的熵变等于

（a）（b）（c）（d）

（答案）b

15.室温下，10p的理想气体节流膨胀至5p的过程有

（1）W>0

（2）T1>T2

（3）Q=0（4）∆S>0

其正确的答案应是：

（a）（3），（4）（b）

（2），（3）

（c）

（1），（3）（d）

（1），

（2）

（答案）a

因为绝热，所以Q=0

由于理想气体节流膨胀后T不变

又W=-p1V1+p2V2=nRT2-nRT1=0

因此dS=（dU+pdV）/T=CVdT/T+pdV/T=nRdV/V

故（因V2>V1）

16.物质的量为n的理想气体从T1,p1,V1变化到T2,p2,V2，下列哪个公式不适用（设CV,m为常数）？

（a）ΔS=nCp,ln（T1/T2）+nRln（p2/p1）

（b）ΔS=nCVln（p2/p1）+nCp,mln（V2/V1）

（c）ΔS=nCV,ln（T2/T1）+nRln（V2/V1）

（d）ΔS=nCp,ln（T2/T1）+nRln（p1/p2）

（答案）a

17.纯液体在正常相变点凝固，则下列量减小的是

（a）S（b）G

（c）蒸汽压（d）凝固热

（答案）a

18.经一循环过程回到始态，则不一定为零的是

（a）∆G（b）∆S

（c）∆U（d）Q

（答案）d（因为U，Ｇ、Ｓ皆是状态函数，所以为（d）

19.封闭体系中，若某过程的,应满足的条件是

（a）等温、可逆过程（b）等容、可逆过程

（c）等温等压、可逆过程（d）等温等容、可逆过程

（答案）a（亥姆霍兹函数的定义和性质P129－130）

ΔAT

=W（reversibleprocess）

20.理想气体绝热向真空膨胀，则

（a）ΔS=0，W=0（b）ΔH=0，ΔU=0

（c）ΔG=0，ΔH=0（d）ΔU=0，ΔG=0

（答案）b

21.氮气进行绝热可逆膨胀

（a）∆U＝０（b）∆S＝０

（c）∆A＝０（d）∆G＝０

（答案）b

22.等容等熵条件下，过程自发进行时，下列关系肯定成立的是

（a） ∆G＜0  （b）∆A＜0

（c）∆H＜0  （d）∆U＜0

（答案）d在恒熵恒容时　。

23.等温等压下进行的化学反应，其方向由∆rHm和∆rSm共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式

（a） ∆rSm=∆rHm/T        （b）∆rSm>∆rHm/T 

（c） ∆rSm≥∆rHm/T       （d）∆rSm≤∆rHm/T

（答案）b（）

24.对于孤立体系中发生的实际过程，下列各式中不正确的是

（a）W=0（b）Q=0

（c）∆S>0（d）∆H=0

（答案）d

因为∆H=∆U+∆（pV），在孤立体系中∆U=0，但∆（pV）不一定等于零。

25.孤立体系发生的下列过程中一定是可逆过程的是

（a）（b）

（c）（d）

（答案）c

26.氢气进行不可逆循环

（a）∆U＞０（b）∆S＝０

（c）∆S＞０（d）∆S＜０

（答案）b

27.下列四种表述

（1）等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS=ΔH相变/T相变

（2）体系经历一自发过程总有dS>0

（3）自发过程的方向就是混乱度增加的方向

（4）在绝热可逆过程中，体系的熵变为零

两者都不正确者为：

（a）

（1），

（2）（b）（3），（4）

（c）

（2），（3）（d）

（1），（4）

（答案）c

（2）应改成“隔离体系经历一自发过程总是dS>0”。

（3）应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。

28.在绝热条件下，用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变为

（a）大于零（b）等于零

（c）小于零（d）不能确定

（答案）a因绝热不可逆过程的ΔS体>0

29.关于亥姆霍兹函数A,下面的说法中不正确的是

（a）A的值与物质的量成正比

（b）虽然A具有能量的量纲,但它不是能量

（c）A是守恒的参量

（d）A的绝对值不能确定

（答案）c

30.亥姆霍兹自由能判据可以写作

（a）（b）

（c）（d）

（答案）c（Ｐ130）

31.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。

（答案）d（dGT,P≤WeorΔGT,P,We=0≤0）

32.吉布斯自由能判据可以写作：

（a）（b）

（c）（d）

（答案）b（Ｐ131）

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