热力学第二定律练习题Word下载.docx

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14．冰在0℃，p下转变为液态水，其熵变∆S=∆H/T>

0，所以该过程为自发过程。

15．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。

19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得G=0。

20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以-pdV=0，此过程温度不变，∆U=0，代入热力学基本方程dU=TdS-pdV，因而可得dS=0，为恒熵过程。

二、单选题：

1．∆S=∆H/T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：

跑的最快；

（B）跑的最慢；

（C）夏天跑的快；

（D）冬天跑的快。

3．对于克劳修斯不等式dS≥δQ/T环，判断不正确的是：

dS=δQ/T环必为可逆过程或处于平衡状态；

（B） 

dS＞δQ/T环必为不可逆过程；

（C） 

dS＞δQ/T环必为自发过程；

（D） 

dS＜δQ/T环违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。

4．下列计算熵变公式中，哪个是错误的：

水在25℃、p下蒸发为水蒸气：

∆S=（∆H-∆G）/T 

；

任意可逆过程：

dS=（δQ/dT）r 

环境的熵变：

∆S=-Q体/T 

在等温等压下，可逆电池反应：

∆S=∆H/T 

。

5．当理想气体在等温（500K）下进行膨胀时，求得体系的熵变∆S=l0J·

K-1，

若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/10，该变化中从热源吸热多少？

5000J；

（B）500J；

（C）50J；

（D）100J。

6．1mol双原子理想气体的（∂H/∂T）v是：

1.5R；

（B）2.5R；

（C）3.5R；

（D）2R。

7．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：

∆S（体）>

0，∆S（环）>

0；

（B）∆S（体）<

0，∆S（环）<

∆S（体）>

0，∆S（环）=0；

（D）∆S（体）>

0。

8．一理想气体与温度为T的热源接触，分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一终态，已知Vr=2Wir，下列式子中不正确的是：

∆Sr>

∆Sir；

（B）∆Sr=∆Sir 

∆Sr=2Qir/T；

∆S（等温可逆）=∆S体+∆S环=0，∆S（不等温可逆）= 

∆S体+∆S环>

0。

9．计算熵变的公式∆S=∫（dU+pdV）/T 

适用于下列：

（A）理想气体的简单状态变化；

无体积功的封闭体系的简单状态变化过程；

理想气体的任意变化过程；

封闭体系的任意变化过程；

10．实际气体CO2经节流膨胀后，温度下降，那么：

∆S（体）<

0

（D）∆S（体）<

0，∆S（环）=0。

11．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：

图⑴；

（B）图⑵；

（C）图⑶；

（D）图⑷。

12．某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关，则该过程的：

∆U与温度无关；

（B）∆S与温度无关；

∆F与温度无关；

（D）∆G与温度无关。

13．等温下，一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0，那么：

∆H与T无关，∆S与T无关，∆G与T无关；

∆H与T无关，∆S与T无关，∆G与T有关；

∆H与T无关，∆S与T有关，∆G与T有关；

∆H与T无关，∆S与T有关，∆G与T无关。

14．下列过程中∆S为负值的是哪一个：

液态溴蒸发成气态溴；

SnO2（s）+2H2（g）=Sn（s）+2H2O（l）；

电解水生成H2和O2；

（D）公路上撤盐使冰融化。

15．熵是混乱度（热力学微观状态数或热力学几率）的量度，下列结论

中不正确的是：

同一种物质的S（g）>

S（l）>

S（s） 

同种物质温度越高熵值越大；

分子内含原子数越多熵值越大；

0K时任何纯物质的熵值都等于零。

16．有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，

这反应是：

∆S>

0，∆H>

（B）∆S>

0，∆H<

∆S<

（D）∆S<

17．∆G=∆A的过程是：

H2O（l,373K,p）→H2O（g,373K,p）；

N2（g,400K,1000kPa）→N2（g,400K,100kPa）；

等温等压下，N2（g）+3H2（g）→NH3（g）；

Ar（g,T,p）→Ar（g,T+100,p）。

18．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：

∆rSm=∆rHm/T；

（B）∆rSm>

∆rHm/T；

∆rSm≥∆rHm/T；

（D）∆rSm≤∆rHm/T。

19．实际气体节流膨胀后，其熵变为：

（A）∆S=nRln（V2/V1）；

（B）∆S=∫（V/T）dp；

（C）∆S=∫（Cp/T）dT；

（D）∆S=（Cv/T）dT。

20．一个已充电的蓄电池以1.8V输出电压放电后，用2.2V电压充

电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：

Q<

0，W>

0，∆S>

0，∆G<

（B）Q<

0，W<

0，∆S<

Q>

0，∆S=0，∆G=0；

（D）Q<

0，∆S=0，∆G=0。

21．下列过程满足∆S>

0,Q/T环=0 

的是：

恒温恒压（273K，101325Pa）下，1mol的冰在空气升华为水蒸气；

氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀；

理想气体自由膨胀；

绝热条件下化学反应。

22．吉布斯自由能的含义应该是：

是体系能对外做非体积功的能量；

是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量；

是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量；

按定义理解G=H-TS。

23．在-10℃、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：

（A）∆U=T∆S；

（B）∆S=（∆H-∆G）/T；

（C）∆H=T∆S+V∆p；

（D）∆GT,p=0。

24．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>

U；

（B）A<

（C）G<

（D）H<

A。

25．热力学基本方程dG=-SdT+Vdp，可适应用下列哪个过程：

298K、标准压力下，水气化成蒸汽；

理想气体向真空膨胀；

电解水制取氢气；

（D）N2+3H2=2NH3未达到平衡。

三、填空

1．在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是。

2．373.2K、101325Pa的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K、

101325Pa下的水气，对这一个过程，应选用哪一个热力学函数的变化作为过程方向的判据。

3．等容等熵条件下，过程自发进行时，∆F应。

4．25℃时，将11.2升O2与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程∆S、∆G分别为。

5．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，则其∆S（J·

K-1）为：

。

计算与证明

1、卡诺热机在T1=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作。

求：

（1）热机效率η；

（2）当向低温热源放热－Q2=100kJ时，系统从高温热源吸热Q1及对环境所作的功－W。

答：

（1）0.6667；

（2）Q1=300kJ,－W=200kJ

2、高温热源温度T1=600K，低温热源温度T2=300K。

今有120kJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程的△S。

200J·

K-1

3、不同的热机工作于T1=600K的高温热源及T2=300K的低温热源之间。

求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热Q1=300kJ时，两热源的总熵变△S。

（1）可逆热机效率η=0.5；

（2）不可逆热机效率η=0.45；

（3）不可逆热机效率η=0.4。

（1）0；

（2）50J·

K-1；

（3）100J·

4、已知水的比定压热容cp=4.184J·

g-1·

K-1。

今有1kg，10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水，求各过程的，及。

（1）系统与100℃热源接触；

（2）系统先与55℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触；

（3）系统先后与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃热源接触。

（1）=1155J·

K-1，=－1009J·

K-1，=146J·

（2）=1155J·

K-1，=－1096J·

K-1，=