热力学第二定律复习题Word格式文档下载.docx
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—*G判据和A判据Y
Gibbs判据△Gt,p,w=o
热力学基本方程4
dH
Maxwell关系式r
dA
<
dG「（T/.（S/
TdSpdV-
TdSVdp
SdTpdV
SdTVdp」
同变化过程S、
A、
G的计算
0（自发过程）
=0（平衡（可逆）过程）
-W=0,组成恒定封闭系统的
可逆和不可逆过程。
但积分时
Helmholtz判据△At,v,
应用条件:
要用可逆途径的Vp或TS间I的函数关系。
V）s=-（p/S）v,（T/p）S=（V/S）pf
V）t=（p/T）v,（Sp）T=-（V/T）_
-应用：
用易于测量的量表示不能直接测量的量，常用于热力学关系式的推导和证明
见下页
不同变化
过程△S、
△A、△G
的计算
-SQr/T（dUW）/T，基本计算公式△A=△U-△US）,dA=-SdT-pdV
-△G=AH-△（TS）,dG=-SdT-Vdp
简单pVT
变化（常压
下）
凝聚相及
厂实际气体
^理想气体
△S环=-Q体/T环
.恒温：
△S=-Qr/T；
△At0，△GtV^p0（仅对凝聚相）
「S；
（nCp,m/T）dTCp,m=常数.nCp，mln（T2/T1）
△A=AU-A（TS）,△G=AUS）;
△A△G
厂ST2（nC/m/T）dTCv,m=常数nCv,mln（T2/T1）
T1,►
J恒压变温
A=AU-△（TS）,△G=AH-△（TS）;
计算△S△S=nCv,mln（T2/T”+nRln（V2/V1）
r
=nCp,mln（T2/Ti）-nRln（p2/pi）
△A、AG
=nCv,mln（p2/p1）+nCp,mln（V2/V1）
恒温：
△At=AGT=nRTln（p2/p1）=-nRTln（V2/V1）变温：
△A=△U-△（TS）,△G=A（TS）
厂可逆：
△S=△H/T；
△G=O;
AA
0（凝聚态间相变）
恒压相变化彳
1不可逆：
设计始、广任意两相平衡T
纯物质两
相平衡时
Tp关系
gl或s两相
•平衡时Tp关系
化学
变化
-=-△n（g）RT（gl或s）
末态相同的可逆过程计
p关系：
dp/dTTVm/Hm（Clapeyron方程）
微分式：
dlnp
dT
vap
RT
Hm（C-C方程）
定积分式：
In（p2/p1）=-△vapHm/R（1/T2-1/T1）
不定积分式：
lnp=-△vapHm/RT+C
（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
标准摩尔生成Gibbs函数
BSm,B
rGm,B定义
rSm^
B
G黑rH^T佥’或
rHm
微分式
rGm
（△G/
H,
Bfm,B
G-H方程
BfGm,B
T）p=（△G4H）/T或[（△G/T）/T]p=-△H/T2
T）v=（△A4U）/T或[（△A/T）/T]v=-△U/T2H0/TIRalnT1/2bT1/6cT2
.（△A/
积分式：
rGm（T）/T
应用：
利用G-H方程的积分式，可通过已知T1时的△G（「）或
△A（T1）求T2时的△G（T2）或厶A（T2）
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冋温热源之间运转
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）
（c）循环过程的熵变
S（d）循环过程的焓变H
循环过程的Q（b）循环过程的自由能变化
（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
（c）趋于0
（b）趋于无限大
（d）大于其它可逆热机效率
（答案）a（卡诺热机效率
R一11亠，卡诺定律？
P108）（所有工作于同温热源和同温
ThTh
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。
|R）
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）
bQQ
SA（T）R，dS（t）R
熵与系统的微观状态数有关
（答案）d（熵函数的定义Rio-in）,SbSa
7.熵变
（1）
（2）
（3）
（4）
S是：
不可逆过程热温商之和可逆过程热温商之和
与过程无关的状态函数
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Piio-iii）,
Sab
Q
（——）AB
iT
&
任意的可逆循环过程，体系的熵变
（a）一定为零（b）—定大于零
（c）一定为负（d）是温度的函数
（b）U=0
（d）体系的T、P都不变
（答案）a9.封闭体系经过一循环过程后，则
（a）体系的熵增加
（c）Q=0
（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）b11•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
（d）（dS）u,v>
o
（c）（dS）u,p》0
（答案）d
（熵熵判据Pm）>
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
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
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
14.环境的熵变等于
⑻°
体（b）
°
体（c）
Q体（d）
Q环
T^
T环
T
15.室温下，10p的理想气体节流膨胀至5p的过程有
W>
T1>
T2
Q=0
S>
其正确的答案应是：
（a）（3）,
（4）（b）
⑵
（3）
（c）
（1）,
（d）
（1）,
（2）
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+pV2=nRT-nRT=0
因此dS=（dU+pdV）/T=GzdT/T+pdWT=nRVZ
v2
故SnR1/VdVnRlnV2/W0（因V2>
V）
V1■
（设CVm为
16.物质的量为n的理想气体从Ti,pi,Vi变化到T2,p2,V2,下列哪个公式不适用常数）？
（a）△S=nCp,ln（T1/T2）+nRn（p2/pi）
（b）
△S=
nCCln（p2/p"
+
nC,mln（V2/V1）
（c）
nCVIn（T2/T1）+
nRn（WM）
nG,ln（T2/T1）+
nRn（p〃p2）
（a）S（b）G
（c）蒸汽压（d）凝固热
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AWr,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P29—130）
W（Irreversibleprocess）
△At
=W（reversibleprocess）
20.理想气体绝热向真空膨胀，则
（a）△S=0,W=0（b）△H=0,△U=0
（c）△G=0,△H=0（d）△U=0,△G=0
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）Av0
（答案）d在恒熵恒容时
US,V
自发
（c）H<
0（d）U<
23.等温等压下进行的化学反应，其方向由rf和rSm共同决定，自发进行的反应应满足下列
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