热力学第二定律补充练习题

1第三章 热力学第二定律练习题（A ）一．选择题1．封闭系统中W’＝0时的等温等压化学反应，可用_______式来计算系统的熵变。

A ．ΔS ＝Q TB ．ΔS ＝HTΔ C ．ΔS ＝H GTΔ−Δ D ．ΔS ＝21ln V nR V2．一定量的理想气体经一恒温不可逆压缩过程，则有_____ A ．ΔG ＞ΔA B ．ΔG ＝ΔA C ．ΔG ＜ΔA D ．不能确定 3．在一定的温度下，任何系统的吉布斯函数之值均随压力增加而 _____。

A ．增大B ．不变C ．减小D ．增减不定4．某非缔合液体在正常沸点时其摩尔气化熵为88J ·mol －1·K －1，其气化热为 22kJ ·mol －1，则其正常沸点最接近于_____。

A ．773KB ．500KC ．250KD ．373K5．下列各关系式中 _____是不正确的。

A ．()pGS T ∂∂=− B ．()TGV p ∂∂= C ．2()[]V A U T T T ∂∂=− D ．([]p GH T T T∂∂=−二．填空题1．在 的条件下，才可使用ΔG ≤0来判断一个过程是否可逆? 2．系统经可逆循环后，ΔS ____0；经不可逆循环后，ΔS ____ 0。

(填＜、＞或＝) 3． ______系统中，平衡状态的熵值一定是最大值。

4． 一定量的理想气体在300K 由A 态等温变化到B 态，此过程系统吸热1000J ，ΔS ＝10J ·K －1，据此可判断此过程为_______过程。

5．下列过程中ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 或ΔG 何者为零。

(1) 理想气体自由膨胀过程_______。

(2) H 2(g )和Cl 2(g )在绝热的刚性容器中反应生成HCl (g )的过程_______。

(3) 在0℃、101.325kPa 时，水结成冰的相变过程_______。

三．计算题1．初始状态为25℃、100 kPa 、1dm 3的O 2(g )，在外压恒定为10 kPa 的条件下，膨胀到体积为原来的10倍，试计算终态的温度及此过程的ΔH 和ΔS 。

《热力学第二定律》练习题热力学第二定律练题题目一一个绝热内有两个热源，一个热源温度为300K，另一个热源温度为600K。

中有一个导热体，初始时导热体处于300K温度状态。

导热体与热源接触后，两个热源温度分别为400K和500K。

问导热体的最终温度是多少？题目二一台工作在卡诺循环的热机从高温热源吸热2000J，排出低温热源的热量为1200J。

求该热机的效率。

题目三一个封闭系统中，两个物体分别处于300K和400K的温度，它们之间的熵变为-30J/K。

求这个系统的总熵变。

题目四一个绝热内有两个物体，物体A的温度为200K，物体B的温度为400K。

若物体A的熵变为-20J/K，求物体B的熵变。

题目五一台冰箱将室内的空气冷却至零下20摄氏度。

根据热力学第二定律，这个过程是否可行？为什么？题目六在一次可逆过程中，一个物体的内能增加了300J，同时吸收了200J的热量。

求该过程对外界做的功。

题目七一个绝热内有两个物体，初始时它们的温度分别为300K和400K。

如果两物体的热容相等，并且它们之间的传热是可逆的，请计算它们最终的温度。

题目八一台制冷机从低温热源吸收1200J的热量，并将480J的热量排出高温热源。

求该制冷机的制冷量。

题目九一台热机从高温热源吸收了200J的热量，对外做了100J的功。

求该热机排出低温热源的热量。

题目十一台理想的热机从高温热源吸热1000J，对外做了500J的功。

求该热机排出低温热源的热量。

以上是《热力学第二定律》的练习题，请按照自己的理解回答。

第二章热力学第二定律一. 选择题：1. 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 = 02. 熵变△S 是(1) 不可逆过程热温商之和(2) 可逆过程热温商之和(3) 与过程无关的状态函数(4) 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 3. 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是：（）(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) △S > 0(D) △H = 04. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程（）(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 不可以达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定5. P⊖、273.15K 水凝结为冰，可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零？(A) △U (B) △H (C) △S (D) △G6. 在绝热恒容的反应器中，H2和Cl2化合成HCl，此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？( )(A) △r U m(B) △r H m(C) △r S m(D) △r G m7. 在绝热条件下，用大于气筒内的压力，迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变为：( ) (A) 大于零(B) 等于零(C) 小于零(D) 不能确定8. H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程：（）(A) △H = 0 (B) △U = 0 (C) △S = 0(D) △G = 09. 在270K,101.325kPa 下，1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰，则体系及环境的熵变应为：( )(A) △S体系< 0 ，△S环境< 0 (B) △S体系< 0 ，△S 环境> 0 (C) △S体系> 0 ，△S环境< 0(D) △S体系> 0 ，△S环境> 010. 1mol 的单原子理想气体被装在带有活塞的气缸中，温度是300K，压力为1013250Pa。

第三章热力学第二定律一、判断说明题：1. 什么是自发过程？实际过程一定是自发过程？答：体系不需要外界对其作非体积功就可能发生的过程叫自发性过程，或者体系在理论上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。

实际过程不一定是自发性过程，如电解水就是不具有自发性的过程。

2. 为什么热力学第二定律也可表达为：“一切实际过程都是热力学不可逆的”？答：热力学第二定律的经典表述法，实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。

导使过程的不可逆性都相互关联，如果功与热的转化过程是可逆的，那么所有的实际过程发生后都不会留下痕迹，那也成为可逆的了，这样便推翻了热力学第二定律，也否定了热功转化的不可逆性，则“实际过程都是不可逆的”也不成立。

因而可用“一切实际过程都是不可逆的”来表述热力学第二定律。

3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等，为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等？答：可逆过程的热温商即等于熵变。

即ΔS＝Q R/T(或ΔS＝∫δQ R /T )。

不可逆过程热温商与熵变不等，其原因在于可逆过程的 Q R 大于 Q Ir ，问题实质是不可逆过程熵变由两部分来源，一个是热温商，另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。

因此，不可逆过程熵变大于热温商。

由于熵是状态函数，熵变不论过程可逆与否，一旦始终态确定, 则ΔS 值是一定的。

4. 为什么说ΔS A →B －∑B A δQ /T ≥0，式是过程方向的共同判据? 为什么说它也是过程不可逆程度的判据?答：ΔS A →B －∑A B δQ /T ≥0，由于实际过程是不可逆的，该式指出了实际过程只能沿ΔS A →B －∑B A δQ /T 大于零的方向进行；而 ΔS A →B －∑A B δQ /T 小于零的过程是不可能发生的。

因而(2-11)式可作为过程方向的共同判据。

但不是自发过程方向的判据．(ΔS-∑δQ /T ) 的差值越大则实际过程的不可逆程度越大，因此又是不可逆程度的判据。

热力学第二定律(习题)一、选择题1．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是（）．A．热力学第一定律指出内能能够与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能能够转化为其他形式的能，只是会产生其他阻碍，故两条定律并不矛盾C．两条定律差不多上有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．事实上，能量守恒定律差不多包含了热力学第一定律和热力学第二定律2．以下哪个现象不违抗热力学第二定律（）．A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变得更热B．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%C．桶中浑浊的泥水在静置一段时刻后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D．热量自发地从低温物体传到高温物体3．下列关于能量耗散的说法，正确的是（）．A．能量耗散使能的总量减少，违抗了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低4．关于能源，以下说法中正确的是（）．A．煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的B．能源的利用过程，实质上是能的转化和转移的过程C．到目前为止，人类所利用的所有能源实际上差不多上太阳能转化而成的D．核能和地热能来自地球本身5．当前世界上日益严峻的环境问题要紧源于（）．A．温室效应B．厄尔尼诺现象C．人类对环境的污染和破坏D．火山喷发和地震6．下列叙述中不正确的是（）．A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的要紧缘故D．“白色污染”是当前环境爱护亟待解决的问题之一7．如图所示为电冰箱的工作原理图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．那么，下列说法中正确的是（）．A．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸取热量B．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量C．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸取热量D．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量8．下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是（）．A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增人的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可不能减小9．第二类永动机不可能制成，这是因为（）．A．违抗了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化10．装有浑浊黄河水的杯子置于与它温度相同的绝热容器中，过一段时问，泥沙沉淀，则杯中水温将（）．A．升高B．不变C．下降D．无法确定二、填空题11．热量会自动地从________传给________，但可不能自发地从_____ ___传给________，这说明：热传导的过程是有________的，那个过程能够向一个方向自发地进行，然而向相反的方向不能________地进行，要实现相反方向的过程，必须有________，因而产生________或引起________．12．依照热力学定律和分子动理论，可知理想气体在温度升高时，内能（填：不变、增大、减小）；第二类永动机不可能制成的要紧缘故是违抗了13．只要确定了________，符合那个________的就叫做有序，有序和无序是相对的．无序意味着各处都一样，没有差别，而有序则相反．14．假如一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说那个“宏观态”是比较________．三、解答题15．依照你对熵增加原理的说明，举出一些系统从有序变为无序的例子．16．有一座瀑布的高度是50 m，流量为12 m3／s，打算在瀑布底部利用水流能发电，设在瀑布顶处水流速率与从发电机处水轮机内流出速率相等，且水流能有65％被利用，求安装的发电机功率最多多大？（g取10 m／s2）17．水能是可再生能源，可连续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源，若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3／s），落差为h，发电效率为 ，则全年发电量（kW·h）是多少？（g取10m／s2）【答案与解析】一、选择题1．【答案】B【解析】热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，机械能和内能的转化具有方向性，故B选项正确．2．【答案】C【解析】茶可不能自发地变得更热，选项A错误；不管什么样的热机，效率永久可不能达到100%，选项B错误；热量可不能自发地从低温物体传到高温物体，选项D错误。

第二章 热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。

2．不可逆过程一定是自发过程。

3．熵增加的过程一定是自发过程。

4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。

5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。

6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。

7．平衡态熵最大。

8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。

9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10．自发过程的熵变?S > 0。

11．相变过程的熵变可由T HS ∆=∆计算。

12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。

13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

14．冰在0℃，pT HS ∆=∆>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V 1膨胀到V 2，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 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。

21．是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。

⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式：⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆12ln VV R S计算该过程的熵变？22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。

一、 判断题1. 可逆热机效率最高。

在其它条件都相同时，与其它热机对比，可逆热机拖动火车行走的距离最长, 速度最慢。

2. 单组分均相封闭体系中，焓值在恒压只作体积功的条件下，随温度的升高而增大。

3. 单组分均相封闭体系中，熵值在恒压只作体积功的条件下，随温度的升高而减少。

4. 单组分均相封闭体系中，吉布斯自由能在恒压只作体积功的条件下，随温度的升高而减少。

5. 过程 的熵变 ，对于可逆途径用等号；对于不可逆途径用大于号。

因此完成过程 ，经可逆途径的ΔS 1大于经不可逆途径的ΔS2。

6. 因为熵是状态函数，所以只要始终态一定，ΔS 就是一定的，因而无论从始态到终态经历何种过程，其热温商的值也是一定的。

7. 在pV 图上，一条等温线和一条绝热线有可能相交两次。

8. 一理想气体系统自某一始态出发，分别进行可逆的定温膨胀和不可逆的定温膨胀，能够达到同一终态。

9. 一理想气体系统自某一始态出发，分别进行可逆的绝热膨胀和不可逆的绝热膨胀，不能够达到同一终态。

10. 热力学第二定律可以表述为"将热全部转变为功是不可能的；将功全部转变为热则是可能的。

11. 绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。

12. 自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。

13. 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。

14. 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。

15. 理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律是矛盾的。

二、 选择题1. 1mol 理想气体经绝热自由膨胀体积增大10倍，则物系的熵变为（ ）A ：ΔS=0 B: ΔS=19.1J/K C ：ΔS>19.1J/K D ：ΔS<19.1J/K2. H 2和O 2在绝热的钢瓶中反应生成水，体系的温度升高了，此时（ ）A ：ΔH=0B ：ΔS=0C ：ΔG=0D ：ΔU=03. 1mol 单原子理想气体，如图所示，从状态1变到状态2，对于这一过程，下列各式哪个是不正确的（ ） A ：ΔU=Q B ：ΔH=Q C ：ΔS<0 D ：ΔU<04. 理想气体的卡诺循环A →B →C →D →A, 当以S---T 图示时为（ ）5. 根据麦克斯韦关系，V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂应等于（ ） A ：T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B ：T S V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C ：－T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D ：－T S V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 6. 对1mol 理想气体，其T p S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂为（ ） A ： R B ： 0 C ： R/P D ： -R/P7. 对1mol 理想气体，其T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂为（ ） A ： R/V B ： 0 C ： R D ： -R/p8. 如上图，把隔板抽走后，左右两侧的气体（可视为理想气体）发生混合，则混合过程的熵变化为（ ） A ：0.994J.K -1 B ：0 C ：4.16J.K -1 D ：-4.16J.K -19. 1mol 理想气体在273K 时从1atm 等温可逆膨胀到0.1atm,则此过程的ΔG 为（ ）A ：1249 J•mol -1B ：5226 J•mol -1C ：5226 calD ： -5226 J•mol -110. 1mol 理想气体在简单的状态变化中从p1，V1，T1，变到p2，V2,T2，在计算该过程的熵变时，哪一式子不适用（ ）A ：1212ln lnp p R T T C S p -=∆ B ：1212ln ln p p R T T C S p +=∆C ：1212ln lnV V R T T C S V +=∆ D ：1212ln ln V V R p p C S V +=∆ 11. 一列火车在我国的铁路上行驶，在下列哪一种地理气候条件下，内燃机的热效率最高（ ）A ：南方的夏季B ：北方的夏季C ：南方的冬季D ：北方的冬季12. 在恒压恒熵条件下，对于不做非体积功的封闭体系，用下列哪个状态函数的增量来判断其自发变化的方向（ ） A ：H B ：S C ：A D ：G13. 热力学基本式dG=－SdT ＋Vdp 可适用下述哪一个过程（ ）A ：298K ，标况的水蒸发过程B ：理想气体真空膨胀C ：电解水制取氢D ：N2＋3H2→2NH3为达平衡14. 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（ ）A ：∆S > 0，∆G < 0 ；B ：∆S < 0，∆G < 0 ；C ：∆S = 0，∆G = 0 ；D ：∆S = 0，∆G < 0 。

《物理化学》热力学第二定律练习题1.在两个不同温度的热源之间工作的热机以卡诺热机的效率最大。

判断正确和错误：________。

(√)2.卡诺热机的效率只与两个热源的温度有关而与工作物质无关。

判断正确和错误：________。

(√)3.卡诺热机在T 1=600K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作,其热机效率________。

(η=0.5)30011600L R H T T η=-=-卡诺定律：R ηη≤4.改正下列错误（1）在一可逆过程中熵值不变； （2）在一过程中熵变是QS Tδ∆=⎰；（3）亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量； （4）吉布斯函数是系统能做非体积功的能量； （5）焓是系统以热的方式交换的能量。

答：（1）在绝热可逆过程中熵值不变。

(绝热可逆过程即为等熵过程)（2）在一过程中熵变是rQ S Tδ∆=⎰；(QS Tδ∆≥⎰)（3）在恒温恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；,T V A W '∆≤(=：可逆；>：不可逆) ； ,T V A W '∆≥(=：可逆；>：不可逆)在恒温条件下，亥姆赫兹函数是系统能做功的能量T A W ∆≤(=：可逆；<：不可逆) ； T A W ∆≥(=：可逆；>：不可逆)（4）在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；,T p G W '∆≤(=：可逆；<：不可逆) ,T p G W '∆≥(=：可逆；>：不可逆)（5）焓没有明确的物理意义。

在封闭系统、恒压且不做非体积功的情况下，焓的增量等于恒压热，即∆H ＝Qp 。

5指出下列过程中△U ，△H , △S , △A , △G 何者为零。

⑴ 理想气体不可逆恒温压缩； ⑵ 理想气体节流膨胀；⑶ 实际流体节流膨胀； ⑷ 实际气体可逆绝热膨胀； ⑸ 实际气体不可逆循环过程； ⑹ 饱和液体变为饱和蒸气； ⑺ 绝热恒容没有非体积功时发生化学变化； ⑻ 绝热恒压没有非体积功时发生化学反应。