热力学第二定律练习题及答案

热力学第二定律练习题

一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画×

1、热力学第二定律的克劳修斯说法是:热从低温物体传给高温物体是不可能的 ( ) 2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 dG=-SdT+Vdp+开系统。 ( )

3、热力学第三定律的普朗克说法是:纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。 ( ) 4、隔离系统的熵是守恒的。( )

5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。( )

6、一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。( )

7、定温定压且无非体积功条件下,一切吸热且熵减少的反应,均不能自发发生。 ( )

8、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W’<0,且有W’>?G和?G <0,则此状态变化一定能发生。( )

9、绝热不可逆膨胀过程中?S >0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中?S <0。( ) 10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。 ( )

11、如果一个化学反应的?rH不随温度变化,则其?rS也不随温度变化, ( )

12、在多相系统中于一定的T,p下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。 ( ) 13、在?10℃,101.325 kPa下过冷的H2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程,故此过程的熵变大于零。( ) 14、理想气体的熵变公式

15、系统经绝热不可逆循环过程中?S= 0,。 ( )

只适用于可逆过程。 ( )

dnB ,既适用于封闭系统也适用于敞

二、选择题

1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(?A/?T)V值是:( ) (1)大于零 (2) 小于零 (3)等于零 (4)不确定 2、 从热力学四个基本过程可导出???U??=( ) ??S?V (1)?????A???H???U???G? (2) (3) (4)??????? ?V?S?V?T??T??p??S??p3、1mol理想气体(1)经定温自由膨胀使体积增加1倍;(2)经定温可逆膨胀使体积增加1倍;(3)经绝热自由膨胀使体积增加1倍;(4)经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确?( )

1

(1)?S1= ?S2= ?S3= ?S4 (2)?S1= ?S2, ?S3= ?S4=0 (3)?S1= ?S4, ?S2= ?S3 (4)?S1= ?S2= ?S3, ?S4=0 4、1 mol理想气体经一等温可逆压缩过程,则:( )。

(1) ?G > ?A; (2) ?G < ?A; (3) ?G = ?A; (4) ?G与?A无法比较。

5、理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II,可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。( ) (1)?G (2)?U (3)?S (4)?H

6、物质的量为n的理想气体等温压缩,当压力由p1变到p2时,其?G是:( )。

(1)

; (2)

; (3)

; (4)

7、1 mol理想气体从相同的始态(p1,V1,T1)分别经绝热可逆膨胀到达终态(p2,V2,T2),经绝热不可逆膨胀到达

,则T T2,V V2,S S2。(选填 >, =, <)

8、若系统经历一个循环过程,则下列各组哪一组所包含的量其改变量均为零:( )

(1) U、Q、W、H; (2) Q、H、C、CV; (3) U、H、S、G; (4) △U、△H、Qp、QV。

9、 在100℃, 101.325 kPa下有1 mol的H2O( l ),使其与100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发,变为100℃,101.325 kPa的H2O( g ),对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向?( ) (1)?S (系统) (2)?S (系统)+? S (环境) (3)?G (4)?S (环境) ) 10、液态水在100℃及101?325 kPa下汽化成水蒸气,则该过程的( )。 (1)?H = 0; (2)?S = 0; (3)?A = 0; (4)?G = 0 11、一定条件下,一定量的纯铁与碳钢相比,其熵值是( )

(1)S( 纯铁) > S(碳钢); (2)S( 纯铁) 0; (3)<0;

13 、对封闭的单组分均相系统,且W’=0时,?(1)<0 (2)>0 (3)=0 (4)无法判断

14、10 mol某理想气体,由始态300 K,500 kPa进行恒温过程的吉布斯函数变?G =-47?318 kJ。则其终态系统的压力为( )。

(1) 125 kPa; (2) 75?0 kPa; (3) 7?500 kPa; (4) 25 kPa ) 15、 理想气体定温自由膨胀过程为( )

2

??G?

?的值应是( ) ??p?T

(1) △S>0 (23) Q>0 (4) W<0

三、填空题

1、等式???U???U???H?????????0 适用于 。

??V?T??p?T??V?T2、 热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为 。

3、 1mol 理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀(Ⅰ)与不可逆绝热膨胀(Ⅱ)至相同终态温度,(选择填>, <, =)则?UⅠ ?U Ⅱ,?SⅠ ?S Ⅱ。

4、 1 mol理想气体从 p1=0.5 MPa 节流膨胀到 p2=0.1 MPa时的熵变为 ? S= 。 5、使一过程的? S=0,应满足的条件是 。 6、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了,他只模糊记得的是 ?个公式的正确表达式中,x应为 。

7、热力学基本方程之一为dH= 。

8、在732 K时,反应 NH4Cl(s) == NH3(g) + HCl(g) 的 ?rG=-20.8 kJ·mol-1,?rH=154 kJ·mol-1,则该反应的?rS

nR??S? 。你认为,这???p??x?T= 。

9、绝热不可逆膨胀过程系统的?S 0,绝热不可逆压缩过程系统的?S 0。(选填 >,< 或 = ) 10、 熵增原理表述为 。

11、在热源温度为534 K及305 K间工作的可逆热机,每一循环能作功135 J,求热机在每一循环过程中从高温热源吸取热量为 。

12、在封闭系统中,无论发生何种不可逆绝热过程:(1)决不会出现系统的熵变?S(系统) 的现象;(2)环境的熵变?S(环)必然是 。 选填> 0 ,≥ 0,< 0, ≤ 0 或 = 0)

13、由克拉贝龙方程导出最常用的、最简单的克拉贝龙-克劳修斯方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(1) ;(2) ;(3) 。

14、已知某化学反应在25 ℃的标准摩尔熵变为?rS(298 K),又知该反应的??B Cp,m,B,则温度T时该反应的标准摩尔熵变?rS(T) =???????????????????。

15、热力学基本方程dH=TdS+Vdp+∑?BdnB的适用条件为组成????????变的??????系统和????????????。

四、计算题

1、已知0℃冰的饱和蒸气压为0?611 kPa,其升华焓为2820 J·g-1,水汽的Cp?m=30?12 J·K-1·mol-1。若将0 ℃时的1 g冰转变为150℃,10?13 kPa的水汽,系统的熵变为多少?设水汽为理想气体。已知H2O的摩尔质量M=18?02 g·mol-1。

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