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 d G =－S d T ＋V d p ＋∑=1
B B μd n B ，既适用于封闭系统也适用于敞
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?r H 不随温度变化，则其?r S 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℃， kPa 下过冷的H 2O ( 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?S nC V V nC p p p V =?? ???+?? ??
?,,ln ln m m 2121只适用于可逆过程。 （ ） 15、系统经绝热不可逆循环过程中?S = 0，。 （ ）
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V
U S ??? ????=（ ） (1) (2) (3) (4) T p S p
A H U G V S V T ???????????? ? ? ? ????????????? 3、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）?S 1= ?S 2= ?S 3= ?S 4 （2）?S 1= ?S 2， ?S 3= ?S 4=0
（3）?S 1= ?S 4， ?S 2= ?S 3 （4）?S 1= ?S 2= ?S 3， ?S 4=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p 1变到p 2时，其?G 是：（ ）。 (1) nRT p p ln 12； (2) n RT
p p p p d 12?； (3) V p p ()21-； (4) nRT p p ln 21 7、1 mol 理想气体从相同的始态（p 1，V 1，T 1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p 2，V 2，T 2），经绝热不可
逆膨胀到达（，，）p V T 222''，则T 2' T 2，V 2' V 2，S 2' S 2。（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 、C V ；
(3) U 、H 、S 、G ； (4) △U 、△H 、Q p 、Q V 。
9、 在100℃, kPa 下有1 mol 的H 2O( l )，使其与100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发，变为100℃， kPa 的H 2O( 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）
12、非理想气体绝热可逆压缩过程的?S （ ）
（1）=0； （2）>0； （3）<0；
13 、对封闭的单组分均相系统，且W ’=0时，T
G p ???
????的值应是（ ） （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（ ）
(1) △S>0 (2) ?U<0 (3) Q>0 (4) W<0
三、填空题
1、等式0T T
T U U H V p V ?????????=== ? ? ?????????? 适用于 。 2、 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?U Ⅰ ?U Ⅱ，?S Ⅰ ?S Ⅱ。
4、使一过程的? S =0，应满足的条件是 。
5、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 T
S nR x p ???=-
???? 。你认为，这个公式的正确表达式中，x 应为 。
6、热力学基本方程之一为dH= 。
7、在732 K 时，反应 NH 4Cl(s) == NH 3(g) + HCl(g) 的 ?r G =－ kJ·mol -1，?r H =154 kJ·mol -1，则该反应的?r S = 。
8、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 = ）
9、 熵增原理表述为 。
10、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 。
11、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）
12、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） 。
13、已知某化学反应在25 ℃的标准摩尔熵变为?r S (298 K)，又知该反应的??B C p ,m,B ，则温度T 时该反应的标准摩尔熵变?r S (T ) =???????????????????。
14、热力学基本方程d H =T d S +V d p +∑?B d n B 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C p ?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H 2O 的摩尔质量M =18?02 g·mol -1。
2、固态氨的饱和蒸气压为ln(/)./p T kPa K =-
21013754，液态氨的饱和蒸气压为ln(/)./p T kPa K
=-17473065。
试求（1）三相点的温度、压力；（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。
3、4 mol某理想气体，其C V?m = 2?5 R，由始态531?43 K，600 kPa，先等容加热到708?57 K，在绝热可逆膨胀至500 kPa的终态。求终态的温度。整个过程的?U及?S各为若干
4、设有2 mol单原子理想气体，其C p?m = 2?5 R。由298?15 K及3 MPa的始态压力突然降到100 kPa绝热膨胀，作膨胀功2095 J，试计算系统的熵变?S。
5、已知H2O(l)在298K时的饱和蒸气压为3168Pa,蒸发焓为kJ·mol?1,现有2 mol H2O(l)在298K、MPa下变为同温同压的水蒸气。计算此过程的?U，?H，?S，?G。设蒸气可视为理想气体。
6、在－59℃时，过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0?460 MPa，同温度时固态CO2的饱和蒸气压为0?434 MPa，问在上述温度时，将1 mol过冷液态CO2转化为固态CO2时，?G为多少设气体服从理想气体行为。
7、在70℃时CCl4的蒸气压为81?613 kPa，80℃时为112?43 kPa。计算：（1）CCl4的摩尔汽化焓；（2）正常沸点。
8、1 mol理想气体在300 K下，等温可逆膨胀体积增加一倍，计算该过程的W，Q，?U，?H，?G，?A及?S 。
9、1 mol水在100℃、kPa恒温恒压蒸发为同温同压下的水蒸气，然后将此水蒸气恒温可逆膨胀变为100℃、50 kPa的水蒸气，求此过程的Q，W，?U，?H，ΔS，ΔA和ΔG 。已知水在100℃、101325 Pa下的?vap H m 为kJ. mol-1
10、在0 ℃附近，纯水和纯冰成平衡，已知0 ℃时，冰与水的摩尔体积分别为0?01964 ? 10?3 m3·mol?1和0?01800 ? 10?3 m3·mol?1，冰的摩尔熔化焓为?fus H m = 6?029 kJ·mol?1，试确定0℃时冰的熔点随压力的变化率
d T / d p =
11、在25℃时1 mol O2从1000 kPa自由膨胀到100 kPa，求此过程的?U，?H，?S，?A，?G（设O2为理想气体）。
12、试求2mol,100℃,,40KPa水蒸气变成100℃及100KPa的水时，此过程的△H和△S，△G。设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为40670J mol-1
13、已知各物质在时的热力学函数数据如下：
对下列反应： C 2H 5OH(g) = C 2H 4(g) + H 2O(g)
求此反应在398K 时，标准压力下ξ=1mol 时的,,,,Q W U H S ????及G
14、苯在正常沸点353K 下的130.77.vap m H kJ mol -?= 苯（l ）和苯(g)的,p m C 分别为和 11..J K mol --, 现将2mol 的苯(g)在300K, 下全部等温等压冷凝为苯（l ）,求此过程的,,,,Q W U H S ????及G
15、在恒熵条件下,将的某双原子理想气体从15℃, 100kpa 压缩到700kpa,然后保持容积不变降温至15℃,求此过程的,,,Q W U H S ???及
五、证明题
1、p T
H V V T p T ??????=- ? ??????? 2、 试证明物质的量恒定的单相纯物质，只有p ，V ，T 变化过程的
d d m m S nC T T p p nC T T V V V V p p =+(/)(/)d (/)(/),,????
3、 试证明封闭系统单相纯物质只有p,V,T 变化过程的
????U V T p T p T V ?? ???=?? ???- 理想气体的??U V T ?? ???=0
4、 若一液体的摩尔蒸发焓与温度的关系式为 ?vap H m = ?H 0 + aT 从克拉贝龙-克劳修斯方程微分式推导出该方程的定积分式。
5、 在等压条件下，将物质的量为n
的理想气体加热，使其温度升高1 K ，试证明其所作的功为－nR K 。