08热力学第二定律习题解答Word文档下载推荐.docx

1、（1）可逆热力学过程一定是准静态过 程；（2）准静态过程一定是可逆过程；（3）不可逆过程就是不能向相反方向进 行的过程；（4）凡是有摩擦的过程一定是不可逆的。A.、（2）、（3） B.、（2）、（4） C.、（4） D. （2）、答案选C。3.根据热力学第二定律，下列哪种说法 是正确的（ ）A-功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功;体,但不能从低温物体传到高温物体;C.气体能够自由膨胀，但不能自动收缩;D.有规则运动的能量能够变成无规则运动的能量，但无规则运动的能 量不能变成有规则运动的能量。4 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽5.设有以下一些过程，在这些

2、过程中使系统的爛增加的过程是（1）两种不同气体在等温下互相混合;（2）理想气体在等体下降温;（3）液体在等温下汽化；（4）理想气体在等温下压缩；（5）理想气体绝热自由膨胀。A. （1）、（2）、（3） B. （2）、（3）、（4） C. （3）、（4）、（5） D. （1）、（5） 解：答案选几二填空题1.在一个孤立系统内，一切实际过程 都向着 的方向进行。这就 是热力学第二定律的统计意义，从宏观上 说，一切与热现象有关的实际的过程都是 热力学概率增大；不可逆的。2.热力学第二定律的克劳修斯表述和 开尔文表述是是等价的，前者是关于过程的不可逆性，后者是关于 过 程的不可逆性。热传导；功变热3.

3、气体处于相同的初始温度和压强,把它们从体积卩压缩到2,过程无限缓，爛变S ；绝热压缩时，Q ，爛变S= O等温压缩时m V9 mq = W = RTn =RT In 2 M MAS =- = -Rln2T M4.若一摩尔理想气体经过一等压过程，温度变为原来的2倍，则其体积变为（设为常量）。体积变为原来的2倍;按照例题的理想气体爛的表达式，可得到过程后气体爛的增量 三计算题1.试证明在P-K图上:（1）等温线与绝热线不能 线不能相交。（提示：利用热力学第二定律，用反证 法）证：（1）如图所示，假设等温线alb 和绝热线龙b有两个交点a和方，则循环 alb2a对外做正功，功的大小等于循环曲 线包围

4、的面积，在循环中系统从等温过程 alb中吸热，而不放出任何热量，在绝热 过程龙b中无热交换，根据热力学第一定 律，循环过程的功就等于系统在等温过程 中吸收的热量。这样就形成了一个仅从单 一热源吸热，使它完全变成功，而不引起 其它变化。这就违背了热力学第二定律的 开尔文表述。因此等温线与绝热线不能相 交于两点。（2）假设两条绝热线I 气 与II在尸卩图上相交于一 1 点a,如图所示。现在，在- 图上画一等温线EL使它与两条绝热线组成一个循环。这个循环只有一个单热源, 它把吸收的热量全部转变为功，并使周围 没有变化。显然，这是违反热力学第二定 律的，因此两条绝热线不能相交。2.（1）设一质量为加克

5、的物体具有恒定的比热容c,试证当此物体由温度7；加 热到时，其爛的变化为S? -S =/ncln-2）试问在冷却时这物体的爛是否减小如果冷却时这物体的爛减小，那么在这样的过程中宇宙的总爛是否减小解:（1）在初态和终态间设计一个可逆过程，则辽普半积分得 * 严 mcdT rr2 dTdo = = mc S 比 T 比T*S*2 S = me In （2）冷却时 % $ S 0。 $ S“即爛减小。（3）ES物体冷却时，周围环境的爛增 加，宇宙的总炳不会减小。3.一根黄铜棒的一端与127C的热库 接触，而另一端与27C的热库接触。试问:（1）当有1200卡的热量通过这棒时，在 这传导过程中所发生的

6、爛的总变化为多大（2）在这传导过程中棒的爛是否改变（3） 两个热库的爛各改变多少（1）黄铜棒的状态没有改变，因 此它的爛在过程前后没有变化，因此传导 过程中所发生的爛的总变化就是两个热源 中的矯变化。热源温度不变，因此两个热 源的变化可以看成是可逆等温过程，这样 就得到传导过程中所发生的爛的总变化为心齧+霧72X（冷+扣+収耐4.2 J K 1（2）在这传导过程中棒的爛不改变。与质量为070 kg、温度为30C的水混合 后，最后达到平衡状态，试求水的爛变。设水的质量定压热容为c/,=4.18xlO3J kg-,.K-,整个系统与外界间无能量传递。解本题是计算不同温度液体混合后的爛变，系统为孤立

7、系统，混合是不可逆 的等压过程。为计算爛变，可假设一可逆 等压混合过程。设平衡时水温为T,由能 量守恒得0.30 x cp（363K 一 丁）= 0.70 x cp（T 一 293K）解答徉314K。各部分热水的矯变“尸俘二叫E罟=叫山薯=-182J - K-2=f = M罟=叫in|g = 203J K-A5 = AS +A52 =21J K1显然孤立系统中不可逆过程炳是增加（3）因为爛是状态函数，系统经历 一个循环过程回到原态，故S系统=0。5.人体一天大约向周围环境散发 106J的热量，试估计由此产生的爛。忽 略人进食时带近体内的爛，环境温度设为273Ko设人体温度为7；=309K （36C）, 已知环境温度为爲=273K。人一天产生的爛 即为人体和环境的爛增量之和，即J/K