绝热不可逆过程的熵变
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《物理化学(上)》期中试卷 共3页 第1 页2014~2015学年第一学期 化学与材料学院12级应用化学专业 《物理化学(上)》期中试卷注意事项: 题号 一 二 三 四(1) 四(2) 四(3) 四(4) 五(1) 五(2) 五(3) 总分 复核人 得分 评卷人一. 选择题(共10小题,每题1分,共10分;把正确选题项序号填入括号内)1.某气体的状态方程为pV m =RT +bp (b 为大于零的常数),此气体向真空绝热膨胀后的温度将( ) A. 不变 B. 上升 C. 下降 D. 不确定2.当理想气体其温度由298K 升高到348K ,经(1)绝热过程和(2)等压过程,则两过程的 ( ) A. ΔH 1>ΔH 2 W 1<W 2 B. ΔH 1=ΔH 2 W 1>W 2 C. ΔH 1=ΔH 2 W 1<W 2 D. ΔH 1<ΔH 2 W 1>W 23.273.15K ,p ө下,1dm 3水中能溶解49molO 2或23.5molN 2,在标准情况下,1dm 3水中能溶解空气的物质的量为 ( )A. 25.5molB. 28.6molC. 96molD. 72.5mol 4. 纯物质在恒压下G~T 图正确的是 ( )5.1mol van der waals 气体的TV S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂应等于: ( ) A. B. C. 0 D6.理想气体与温度为T 的大热源接触做等温膨胀,吸热Q ,所做的功是变到相同终态的最大功的20%,则系统的熵变为: ( )A. B. C. D. 7. 设373 K 时,液体A 的饱和蒸气压为133.3 kPa ,液体B 为66.66 kPa ,则:若 A 和 B 形成理想液体混合物,当A 在溶液中的摩尔分数为0.5 时,在气相中A 的摩尔分数为: ( ) A. 2/3 B. 1/2 C. 1/3 D. 1 8. 一密封钟罩内放一杯纯水A 和一杯糖水B ,静置足够长时间后发现: ( ) A. A 杯水减少,B 杯水满后不再变化 B. A 杯水减少至空杯,B 杯水满后溢出 C. B 杯水减少,A 杯水满后不再变化 D. B 杯水减少至空杯,A 杯水满后溢出 9.1mol 单原子分子理想气体,从273 K ,202.65 kPa , 经pT =常数的可逆途径压缩到405.3 kPa 的终态,该气体的ΔU 为: ( ) A. 1702 J B. -406.8 J C. 406.8 J D. -1702 J 10.在100℃和25℃之间工作的热机,其最大效率为 ( )A. 100%B. 75%C. 25%D. 20%二.判断题(共10题,每题1分,共10分;对打“√”,错打“×”)1.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。
药学本科《物理化学》上学期参考试卷及答案一、是非题1.熵增加的过程都是自发过程。
( )2.根据热力学第一定律,因为能量不能无中生有,所以一个系统若要对外作功,必须从外界吸收热量。
( )3.气体经绝热自由膨胀后,因Q=0,W=0,所以∆U=0,气体的温度不变。
( )4.若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。
( )5.在298K 下,氢气的标准燃烧焓就是水的标准生成焓。
( )6.任何化学反应的Q p 总是大于Q v 。
( )7.不作非体积功的等容过程的热只由系统的始、终态决定。
( )8.反应A+B = C+D 达平衡时,各物质的化学势一定相等。
( )9.计算绝热不可逆过程的熵变,可以在相同的始、终态间设计一条绝热可逆途径来计算。
( )10.理想气体向真空膨胀Q=0,所以∆S=0。
( )11.对于纯组分,化学势等于其摩尔吉布斯能。
( )12.热是由于温差而传递的能量形式,它总是倾向于从含热较多的高温物体流向含热较少的低温物体。
( )13.恒容条件下,一定量的理想气体,温度升高时,热力学能将增加。
( )14.一个已达平衡的化学反应,只有当标准平衡常数改变时,平衡才会移动。
( )15.任意体系经一循环过程则其∆U ,∆H ,∆S ,∆G ,∆A 均为零。
( )16.相图中的点都是代表系统状态的点。
( )17.根据二元液系的p-x 图可以准确地判断该系统的液相是否为理想液体混合物。
( )18.任何一个化学反应都可以用r m G θ∆来判断其反应进行的方向。
19.在等温、等压、只作体积功的条件下,反应的∆G m <0时,若其数值越小,反应自发进行的趋势也越强,反应进行得越快。
( )20.恒沸物的组成不变。
( )二、单选题1. 对实际气体的节流膨胀过程,有( )A. △H = 0B. △S = 0C. △G = 0D. △U = 02. 下列纯物质两相平衡有关的描述,不正确的是( )A.沸点将随压力增加而升高B. 熔点将随压力增加而升高C.蒸气压将随温度升高而加大D. 升华温度将随压力增大而升高3. NH 4HS(s) 和任意量的 NH 3(g) 及 H 2S(g) 达平衡时有( )A. K = 2,φ= 2,f = 2B. K = 1,φ= 2,f = 1C. K = 2,φ= 3,f = 2D. K = 3,φ= 2,f = 34.使一过程的△G=0应满足的条件是 ( )A.可逆绝热过程B.等容绝热且只做膨胀功的过程C.等温等压且只做膨胀功的可逆过程D.等温等容且只做膨胀功的可逆过程5.对于理想气体,下列关系式中哪个不正确?( ) A. 0)(=∂∂V T U B. ()0T U V ∂=∂ C.0)(=∂∂T P H D. 0)(=∂∂T PU 6.在298K 时反应C 6H 5COOH (l )+7.5O 2(g )=7CO 2(g )+3H 2O (l ),设各气体皆为理想气体,则等压反应热∆H 与等容反应热∆U 之差等于(KJ ⋅mol -1)( )。
绝热过程熵为什么一定大于等于0,如果是一个温度降低的
绝热过程,熵不就减小了
【yjjart的回答(9票)】:
温度降低的绝热过程
所以这是个绝热膨胀的过程
那么就要分两种情况讨论了,如果是绝热可逆膨胀
,不赘述。
如果是绝热不可逆膨胀,如果膨胀到与可逆过程相同的体积
熵是状态函数,与过程无关,那就可以假设这样的过程。
体系首先由
绝热可逆膨胀到
,然后再等容升温到
第一段熵变为零,第二段熵变如下:
总结一下,就是不可逆的绝热过程温度降低不到可逆绝热过程那么低。
思考题1. “可逆过程”与“不可逆过程”中“可逆”二字的含义是什么?为什么说摩擦生热是不可逆的?2. 理想气体恒温可逆膨胀过程中,体系从单一热源吸热并使之全部变为功,这是否违反热力学第二定律?3. 在均匀体系的p -V 图中,一条绝热线与一条恒温线能否有两个交点?为什么?4. 热力学第二定律的本质是什么?它能否适用于少数微观粒子组成的体系?5. 关于熵函数,下列说法皆不正确,指出错误原因。
(1)只有可逆过程才有熵变,不可逆过程只有热温商,没有熵变。
(2)可逆过程熵变等于0,不可逆过程熵变大于0。
(3)绝热不可逆过程的熵变必须从初态至末态设计绝热可逆过程进行计算,因此其熵变等于0。
6. 克劳修斯不等式中δQ /T 环是过程的热温商,它是否等于–dS 环?为什么?7. 下图为一恒容绝热箱,箱中盛有大量水,水中置一电阻,设电流通过电阻一瞬间。
电源为只做功不传热的功源。
过程完成后电阻及水的温度均未改变,请用“+、–、0”填写下表。
该过程性质如何?水与电阻的状态是否改变?为什么?8. 指出下列过程中∆U 、∆H 、∆S 、∆F 、∆G 哪些为0? (1)理想气体恒温不可逆压缩; (2)理想气体节流膨胀; (3)实际气体节流膨胀; (4)实际气体绝热可逆膨胀;(5)实际气体不可逆循环过程; (6)饱和液体变为饱和蒸气;(7)绝热恒容无非体积功时的化学反应; (8)绝热恒压无非体积功时的化学反。
9. 能否说自发过程都是导致能量品位降低的过程,非自发过程都是导致能量品位升高的过程?为什么? 10. 熵的统计意义是什么?根据熵的统计意义,判断下列过程∆S 的符号。
(1)盐溶液中析出晶体盐; (2)分解反应N 2O 4(g)→2NO 2(g); (3)乙烯聚合成聚乙烯; (4)气体在活性炭表面被吸附; (5)HCl 气体溶于水生成盐酸。
11. 理想气体经由图中两条不同途径从A 到B ,证明(1)Q 1 + Q 2≠Q 3;(2)∆S 1 + ∆S 2 = ∆S 312. 关闭体系基本方程d G = – S d T+ V d p 在下列哪些过程中不能适用水电阻电源第7题图(1)气体绝热自由膨胀;(2)理想气体恒温恒压下混合;(3)水从101325 Pa,100︒C的初态向真空蒸发变为同温同压下的水蒸气;(4)水在常压、–5︒C条件下结冰;(5)在一定温度、压力下小水滴聚结成大水滴;(6)反应H2(g) +(1/2) O2(g) → H2O(l)在燃料电池中可逆地进行。
第一章热力学第一定律判断题及答案1.道尔顿分压定律,对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。
----解:错。
对实际气体不适应。
2.在两个封闭的容器中,装有同一种理想气体,压力、体积相同,那么温度也相同。
----解:错。
数量不同,温度可能不同。
3.物质的温度越高,则热量越多;天气预报:今天很热。
其热的概念与热力学相同。
解:错。
没有与环境交换,无热可言;不是相同概念,天气热是指温度高。
4.恒压过程也就是恒外压过程,恒外压过程也就是恒过程。
解:错。
恒外压过程不一定是恒压过程。
5.实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。
解:错。
可能引起内容的变化。
6.凡是温度升高的过程体系一定吸热;而恒温过程体系不吸热也不放热。
解:错。
理想气体绝热压缩,升温不吸热;理想气体恒温膨胀,吸热不升温。
7.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。
解:第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH = 0。
8.体积是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s)存在的饱和水溶液中,当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。
解:错,均相系统的V才与总物质的量成正比。
9.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统,该系统的状态完全确定。
解:错,两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相封闭系统才成立。
10.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。
解:错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。
11.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。
解:错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。
12.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q和W的值一般不同,Q+ W的值一般也不相同。
解:第一个结论正确,第二个结论错。
13.因Q P = ΔH,Q V = ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。
《热力学第二定律》习题及答案选择题1.ΔG=0 的过程应满足的条件是(A) 等温等压且非体积功为零的可逆过程 (B) 等温等压且非体积功为零的过程 (C) 等温等容且非体积功为零的过程(D) 可逆绝热过程 答案:A2.在一定温度下,发生变化的孤立体系,其总熵(A )不变 (B)可能增大或减小(C)总是减小(D)总是增大答案:D 。
因孤立系发生的变化必为自发过程,根据熵增原理其熵必增加。
3.对任一过程,与反应途径无关的是(A) 体系的内能变化 (B) 体系对外作的功 (C) 体系得到的功 (D) 体系吸收的热 答案:A 。
只有内能为状态函数与途径无关,仅取决于始态和终态。
4.下列各式哪个表示了偏摩尔量: (A),,j i T p n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (B) ,,j i T V n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (C) ,,j i T V n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (D) ,,ji i T p n n μ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 答案:A 。
首先根据偏摩尔量的定义,偏导数的下标应为恒温、恒压、恒组成。
只有A和D 符合此条件。
但D 中的i μ不是容量函数,故只有A 是偏摩尔量。
5.氮气进行绝热可逆膨胀ΔU=0 (B) ΔS=0 (C) ΔA =0 (D) ΔG=0答案:B 。
绝热系统的可逆过程熵变为零。
6.关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是(A)ΔG ≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立(B)在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小(C)在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生(D)在等温等压下,一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生。
答案:A 。
因只有在恒温恒压过程中ΔG ≤W'才成立。
7.关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的(A)热不能自动从低温流向高温(B)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化(C)第二类永动机是造不成的(D 热不可能全部转化为功答案:D 。
不可逆绝热过程的熵变不可逆绝热过程的熵变是指在绝热条件下进行的不可逆过程中系统熵的变化。
在这里,我将按照您的要求逐段解释该问题。
1. 绝热过程:首先,我们需要了解什么是绝热过程。
绝热过程是指在没有热量交换的情况下进行的过程。
也就是说,在绝热条件下,系统不与周围环境进行热量的交换。
2. 熵:熵是热力学中一个重要的概念,用来描述系统的无序程度。
熵越大,系统的无序程度越高。
熵的单位是焦耳/开尔文(J/K)。
3. 不可逆过程:不可逆过程是指不能在逆过程中完全恢复到初始状态的过程。
在实际生活中,绝大多数过程都是不可逆的,例如摩擦、扩散等。
4. 熵变:熵变是指系统在某一过程中熵的变化。
熵变可以通过以下公式计算:ΔS = S_final - S_initial,其中ΔS表示熵变,S_final表示过程结束后系统的熵,S_initial表示过程开始前系统的熵。
5. 不可逆绝热过程的熵变:在不可逆绝热过程中,系统的熵变可以表示为ΔS = S_final - S_initial。
由于绝热过程中没有热量交换,系统的熵变主要受到两个因素的影响:微观粒子的排列方式以及能量的分布。
6. 粒子排列方式:在不可逆绝热过程中,系统的粒子排列方式可能发生变化,从而导致系统的无序程度增加,即熵增加。
这是因为不可逆过程中,粒子的位置和速度可能会发生随机改变,使得系统的无序程度增加。
7. 能量分布:能量分布也会影响系统的熵变。
在不可逆绝热过程中,能量可能会从一个区域传递到另一个区域,导致能量分布的不均匀性增加,从而使系统的无序程度增加,即熵增加。
综上所述,不可逆绝热过程的熵变是在绝热条件下进行的不可逆过程中系统熵的变化。
该熵变受到粒子排列方式和能量分布的影响,导致系统的无序程度增加,即熵增加。
这是不可逆过程的一个重要特征。
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∆S = ∆H/T 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℃,p∆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 -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。
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:(A) 跑的最快; (B) 跑的最慢;(C) 夏天跑的快; (D) 冬天跑的快。
,判断不正确的是:3.对于克劳修斯不等式 dS ≥δQ/T环(A) dS =δQ/T必为可逆过程或处于平衡状态;环必为不可逆过程;(B) dS >δQ/T环必为自发过程;(C) dS >δQ/T环(D) dS <δQ/T违反卡诺定理和第二定律,过程不可能自发发生。
第一章热力学第一定律一.判断题1、恒温过程的Q一定是零。
()2、在绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应,△U一定为零,△H不一定为零。
()3、不可逆过程就是过程发生后,系统不能再复原的过程。
()4、当热由系统传给环境时,系统的焾必减少。
()5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。
()都适用。
()6、对于理想气体,不管是恒压过程,还是恒容过程,公式⎰=C∆dTHp7、尽管Q和W都是途径函数,但(Q+W)的数值与途径无关。
()8、所有绝热过程的Q为零,△S也必为零。
()二.单选题1、下列叙述中不具状态函数特征的是()A.系统状态确定后,状态函数的值也确定B.系统变化时,状态函数的改变值只由系统的初终态决定C.经循环过程,状态函数的值不变D.状态函数均有加和性2、下列叙述中,不具可逆过程特征的是()A.过程的每一步都接近平衡态,故进行得无限缓慢B.沿原途径反向进行时,每一小步系统与环境均能复原C.过程的初态与终态必定相同D.过程中,若做功则做最大功,若耗功则耗最小功3、在下列关于焓的描述中,正确的是()A.因为ΔH=QP,所以焓是恒压热B.气体的焓只是温度的函数C.气体在节流膨胀中,它的焓不改变D.因为ΔH=ΔU+Δ(PV),所以任何过程都有ΔH>0的结论4、下列四种理想气体的量相等,若都以温度为T1恒容加热到T2,则吸热量最少的气体是()A.氦气B.氢气C.二氧化碳D.三氧化硫5、下面关于标准摩尔生成焓的描述中,不正确的是()A.生成反应中的单质必须是稳定的相态单质B.稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零C.生成反应的温度必须是298.15KD.生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa6、在标准状态下,反应C2H5OH(l)+3O2(g) →2CO2(g)+3H2O(g)的反应焓为Δr H mθ, ΔC p>0, 下列说法中正确的是()A.Δr H mθ是C2H5OH(l)的标准摩尔燃烧焓B.Δr H mθ〈0C.Δr H mθ=ΔrUmθD.Δr H mθ不随温度变化而变化7、功的计算公式为W=nC v,m(T2-T1),下列过程中不能用此式的是()A.理想气体的可逆绝热过程B.理想气体的绝热恒外压过程C.实际气体的绝热过程D.凝聚系统的绝热过程8、将H2(g)与O2以2:1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应,则该过程中应有()A.ΔT=0B.Δp=0C.ΔU=0D.ΔH=09、选出下列性质参数中属于容量性质的量 ( )A.温度TB.浓度cC.体积VD.压力p10、在一蒸馏烧瓶中装有待蒸馏的混合液,当用酒精灯加热至有馏分流出时,如果以混合液和馏分以及酒精灯为体系时,则体系应为 ( )A.绝热体系B.孤立体系C.封闭体系D.敞开体系11、选出下列性质参数中属于容量性质的量 ( )A.质量mB.温度TC.密度ρD.浓度c12、若将人作为一个体系,则该体系为 ( )A.孤立体系B.封闭体系C.敞开体系D.无法确定13、刚性绝热箱内发生一化学反应,则反应体系为 ( )A.孤立体系B.敞开体系C.封闭体系D.绝热体系14、把一杯热水放在刚性绝热箱内,若以箱内热水及空气为体系,则该体系为 ( )A.敞开体系B.封闭体系C.孤立体系D.绝热体系15、把一块冰放在热容为20J·K-1的玻璃容器内,若把容器中空气和冰作为体系,则该体系为( )A.敞开体系B.封闭体系C.孤立体系D.绝热体系16、选出下列参数中属于容量性质的量 ( )A.焓B.压力C.粘度D.温度17、下列性质属于强度性质的是 ( )A.内能和焓B.压力与恒压热容C.温度与体积差D.摩尔体积与摩尔内能18、下列性质中属于强度性质的是 ( )A.内能B.化学势C.自由能D.体积19、选出下列参数中属于强度性质的量 ( )A.摩尔体积V mB.热容量C pC.体积VD.质量m20、对于纯物质单相封闭体系而言,要确定它的所有强度性质,至少需要指定的强度性质的数值为 ( )A.1B.2C.3 D 几个21、下列性质属于强度性质的是 ( )A.内能和焓; B 压力与恒压热容;C.温度与体积差;D.摩尔体积与摩尔内能22、1mol 的液态水在373K和1.013×105Pa 的条件下蒸发,其内能的变化为38281J,则焓变为 ( )A.41382JB.41840JC.35180JD.38740J23、有3mol H2(可视为理气),由298K加热到423K,则此过程的△U为 ( )A.1.09×104JB.7.79×103JC.4.67×103JD.0.88×104J24、在293K时,1mol 理气等温膨胀至体积增加一倍,则所做的最大功为 ( )A.733JB.1690J C -733J D.-1690J25、下列各组物理量中与物质的量无关的是 ( )A.T,p,H,C PB.T,p,U,C VC.T,p,H m,C p,m D T,p,nH m,nC P,m26、关于状态函数的下列说法中,错误的是 ( )A.状态一定,值一定B.在数学上有全微分性质C.其循环积分等于零D.所有状态函数的绝对值都无法确定27、某理想气体发生一绝热不可逆过程则下列关系式不成立的是 ( )A.dU=-WB.C v,m lnT2/T1= -RlnV2/V1C.pV m=RTD.dU=nC V·dT28、从下列关系式中选出理想气体绝热可逆过程方程式 ( )A.C v,m lnT2/T1=-RlnV2/V1B.pV=kC.pV m=RTD.k=V29、下列物理量中属于过程量的是 ( )A.QB.UC.GD.T30、1mol的H2从始态 p=1.013×105 Pa、T1=293K经绝热可逆过程到达终态,已知终态体积为0.1m3,则终态温度为 ( )A.153KB.203KC.273KD.166K31、下列表示式中正确的是 ( )A.恒压过程ΔH=ΔU+pΔVB.恒压过程ΔH=0C.恒压过程ΔH=ΔU+VΔpD.恒容过程ΔH=032、下列关系式成立的是 ( )A.理想气体 (∂U/∂V)T=0B.理想气体 (∂U/∂p)v=0C.实际气体 (∂U/∂V)T=0D.实际气体 (∂U/∂p)v=033、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容,下面的说法中不正确的是 ( )A.C p,m与C v,m不相等,因等压过程比等容过程系统多作体积功B.C p,m–C v,m=R既适用于理想气体体系,也适用于实际气体体系C.C v,m=3/2R适用于单原子理想气体混合物D.在可逆相变中C p,m和C v,m都为无限大34、对于理想气体,用等压热容C p计算ΔH的适用范围为 ( )A.只适用于无相变,无化学变化的等压变温过程B.只适用于无相变,无化学变化的等容变温过程C.适用于无相变,无化学变化的任意过程D.以上答案均不正确35、相同温度下,同种气体的等压摩尔热容C p,m与等容摩尔热容C V,m之间的关系为( )A.C p,m<C v,mB.C p,m>C v,mC.C p,m=C v,mD.难以比较36、反应3A+B=2C,当反应物A从6mol变到3mol时,则反应进度的改变值Δξ为 ( )A.1molB.3molC.2molD.1/2 mol37、反应 S(斜方,晶)+3/2 O2(g)=SO3(g),产生的热效应为△r H m,其△r H m值是 ( )A.SO3的生成焓B.S(斜方,晶)的燃烧焓C.既是SO3的生成焓,也是S(斜方,晶)的燃烧焓D.既不是SO3的生成焓,也不是S(斜方,晶)的燃烧焓38、N2+3H2=2NH3的反应进度ξ=1mol时,它表示系统中 ( )A.有1molN2和3molH2变成了2molNH3B.反应已进行完全,系统中只有生成物存在C.有1molN2和3molH2参加了反应D.有2molNH3参加了反应39、对于化学反应进度,下面表述中正确的是 ( )A.化学反应进度之值,与反应完成的程度无关B.化学反应进度之值,与反应式写法有关C.对于指定反应,化学反应进度之值与物质的选择有关D.反应进度之值与平衡转化率有关40、对于化学反应进度,下面表述中不正确的是 ( )A.化学反应进度随着反应进行而变化,其值越大,反应完成的程度越大B.化学反应进度之值与反应式写法无关C.对于指定的反应,反应进度之值与物质的选择无关D.化学反应进度与物质的量具有相同的量纲41、关于化学反应进度ξ,下列说法正确的是 ( )A.ξ是状态函数B.ξ与过程有关C.ξ与平衡常数有关D.ξ与平衡转化率有关42、当理想气体其温度由298K升高到348K,经(1)绝热过程和(2)等压过程,则两过程的()A.△H1>△H2 W1<W2B.△H1<△H2 W1>W2C.△H1=△H2 W1<W2D.△H1=△H2 W1>W243、当理想气体从298K,2×105Pa 经历(1)绝热可逆膨胀和(2)等温可逆膨胀到1×105Pa时,则 ( )A.△H1<△H2 W1>W2B.△H1>△H2 W1<W2C.△H1<△H2 W1<W2D.△H1>△H2 W1>W244、理想气体从同一始态(p1,V1)出发经(1)可逆绝热膨胀和(2)不可逆绝热膨胀,到达相同体积V2,则 ( )A.ΔU 1>ΔU 2 ΔH 1<ΔH 2B.ΔU 1<ΔU 2 H 1<ΔH 2C.ΔU 1>ΔU 2 ΔH 1>ΔH 2D.ΔU 1<ΔU 2 H 1>ΔH 245、理想气体等温反抗恒外压膨胀,则 ( )A.Q>WB.Q<WC.Q=WD.Q=△U46、理想气体等温膨胀,环境将热传给系统,则系统的 ( )A.△H <0 △U >0B.△H >0 △U <0C.△H <0 △U <0D.△H =0 △U =047、理想气体可逆绝热膨胀,则下列说法中正确的是 ( )A.焓总是不变B.内能总是增加C.焓总是增加D.内能总是减少48、下列哪个过程的 dT ≠0,dH=0? ( )A.理想气体等压过程B.实际气体等压过程C.理想气体等容过程D.实际气体节流膨胀过程第二章一、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。
不可逆过程熵变计算不可逆过程是指系统在发生变化时,无法返回原来的状态的过程。
在不可逆过程中,系统的熵会发生变化,即熵增。
熵是描述系统混乱程度或无序程度的物理量,通常用符号S表示。
熵变(ΔS)表示系统在发生变化时熵的变化量。
对于一个绝热系统,其熵变可以通过以下公式计算:ΔS = ∫(dQ/T)其中,ΔS表示系统的熵变,dQ表示系统吸收的热量,T表示系统的温度。
在不可逆过程中,系统发生了熵增,即ΔS大于零。
根据这个公式,可以得出以下结论:1. 热量传递:在不可逆过程中,系统从高温处吸收热量,然后向低温处释放热量。
由于热量的传递是不可逆的,所以熵增大于零。
2. 火焰燃烧:火焰燃烧是一个不可逆过程,燃料在火焰中氧化产生热量。
由于火焰是一个高温区域,所以系统从火焰吸收热量并释放到周围环境中。
从燃料到火焰再到周围环境,熵增大于零。
3. 液体混合:当两种不同温度的液体混合时,熵增大于零。
这是因为高温液体向低温液体传递热量,使系统的熵增加。
4. 气体膨胀:在不可逆的气体膨胀过程中,气体从一个高压区域膨胀到一个低压区域。
由于温度和压力的不均匀分布,气体分子在膨胀过程中发生碰撞,产生不可逆的过程。
因此,熵增大于零。
根据以上几个例子,不可逆过程的共同特点是热量的传递和能量的分布不可逆。
在这些过程中,系统的熵增加,即系统的无序性增加。
这是自然界中不可逆过程的普遍规律。
总结起来,不可逆过程中的熵变可以通过热量传递和能量分布不可逆的方式来描述。
熵变大于零表示系统的无序程度增加,而不可逆过程的特点是无法逆转,使得系统无法恢复到原来的状态。
不可逆过程的熵变计算可以通过考虑热量传递和能量分布的方式来推导出来。
绝热可逆和绝热不可逆的熵变绝热可逆和绝热不可逆的熵变,看似高深,其实不是什么天书,只要你稍微动动脑袋,就能轻松搞定。
你想啊,熵这个东西,说白了就是乱七八糟程度的度量。
就像是把房间里的东西乱丢一气,结果一片狼藉,能清理吗?当然能,但得花力气。
那如果东西乱得太离谱,想收拾也很难,岂不是越搞越糟,甚至再也整理不回来。
就是这么个道理。
先说说绝热可逆过程。
这个“绝热”两个字是什么意思呢?简单来说,就是没有热量的交换。
好比你出门逛街,身上带着一层厚厚的羽绒服,谁都不允许你随便脱掉(这个“热量”指的是物理上的热量,不是指你热血沸腾的情绪)。
而“可逆”呢,就是说,如果你想把过程逆转回来,可以做到。
比如你溜冰摔了一跤,想从冰面上站起来,站得稳稳的,摔跤的前后并不会有太大区别。
就像你做的一件好事,别人把你表扬回来,自己也能心安理得。
它意味着,整个过程非常整洁,完美得就像你做的事情本来就是应该这样走的,结果一切都处于平衡状态,熵变几乎是零,简直是完美无缺。
就算你突然想变个戏法,回到起点,一切依然可以毫无痕迹地恢复原状。
是不是感觉像是有魔法一样?这个过程的熵变,可以说几乎没有变化,或者说,变化是可以忽略的。
但是啊,现实世界可不是那么简单。
咱们不是生活在完美的世界里,所谓的“绝热不可逆过程”就是不那么理想的那种。
你想象一下,一开始你做的事情,或许是有点顺利,结果突然冒出来了某些不期而至的小插曲。
就像是你喝水喝得正爽,突然咳嗽了一下,水撒了一地。
或者是你去做个饭,原本想着美味的烤鸡,结果火候不对,鸡肉烤得干巴巴的。
这时候,你就知道,这个过程无法逆转。
你能清理乱撒的水,但再也找不回原本的完美状态。
绝热不可逆的熵变就是这个意思,它的结果是无法回到最初的状态,甚至在过程中产生了额外的混乱,熵变是正的,且它是不可逆的。
再看绝热不可逆过程的“乱象”。
你看啊,很多时候,事情总是越做越乱。
比如一个机械设备,运动的过程中出现了摩擦,摩擦产生了热量。
关于不可逆过程熵变的计算规律的探讨1 熵1.1熵概念的引入1.1.1“熵”的定义1854 年克劳修斯[2]在《论热的动力理论的第二原理的另一形式》论文中根据热力学第 一定律和理想气体的状态方程得出:在循环过程中发生的所有转化的等效值是积分⎰dT dQ 他指出:对于可逆循环过程:0=⎰可逆dT dQ 对于不可逆循环过程:0<⎰不可逆dT dQ 其中dQ 是系统从热力学温度为T 的热源中所吸收的热量[3]。
1865 年在《关于热的动力理论的主要公式的各种应用上的方便的形式》一文中克劳修斯提出了熵的概念[4]。
关于可逆过程,克劳修斯指出:“如果物体从任意一个初态开始 连续地经过任意的一系列状态又回到初态时,积分0=⎰dT dQ那么积分号里的表示式dTdQ 必定是一个量的全微分,这个量只与物体当时所处的状态有关而与物体到达这个状态所经过的过程无关。
如果用S 表示这个量,则可以规定:dTdQ ds =” 克劳修斯把他引入的这一新的函数S 称为系统的熵,表示系统的‘转变含量(transformation content)’,以表示对热的转化程度的测度[5]。
由于S 是一个态函数,所以dS 沿任意可逆过程的积分等于S 的末态B 与初态 A 之值的差,即: ⎰=-=∆BA AB Q S S S 可逆T d 如果是对于不可逆循环过程,则可证明:⎰=-=∆BA AB Q S S S 不可逆T d 即对于任意一个过程总满足:⎰≥-=∆BA AB Q S S S T d 其中,等号对应于可逆过程,不等号对应于不可逆过程。
在一切孤立系统中,物质与外界的热交换不存在,即 0=dQ ,故有:0≥∆S这就是著名的熵增加原理,也是热力学第二定律的定量的数学表达式,该式表明:对于一个孤立系统而言,可逆过程则熵值不变,不可逆过程则熵要增加。
它的实质是阐明了热力学系统的不可逆性,如热传递的不可逆性或功热转换的不可逆性等。
由此可见,熵是热力学系统自发变化的一个宏观描述量。
绝热不可逆过程的熵变
绝热不可逆过程是指系统在孤立状态下,不与外部交换热量的情
况下发生的不可逆变化。
这种过程是不可逆的,因为它无法回到初始
状态,其熵值也会随着时间的推移而不断增加。
对于一个绝热不可逆过程,系统内部的熵变是必然大于0的。
这
是因为在这种过程中,系统内部的能量是不断转化为其它形式的能量,例如机械能或化学能等。
这种转化会伴随着一定量的熵的产生,从而
导致系统内部熵值的增加。
绝热不可逆过程的熵变是有一定指导意义的。
在工程和科学上,
熵变通常被用来描述一个系统的不可逆性和失效模式。
当系统内部的
熵值与其能量转化有强耦合关系时,通常会导致不可逆的过程和失效
模式。
这意味着我们需要采取一些措施来减少系统的熵变,从而提高
系统的效率和可靠性。
如何减小绝热不可逆过程的熵变呢?这需要我们在工程和科学实
践中积累经验和技巧。
例如,在设计机械设备的过程中,可以采用智
能化监控和调节系统,来控制设备内部的能量转化过程,并减小熵的
产生。
在化学反应中,可以通过控制反应条件和选择合适的催化剂,
来提高反应的转化率和选择性,从而减小熵的产生。
绝热不可逆过程的熵变也在很大程度上影响着生态系统的稳定性
和可持续发展。
例如,在气候变化和环境污染等问题中,熵的变化是
一个重要的因素。
如果我们无法控制环境中熵的变化,那么地球生态系统的稳定性将会受到极大的挑战。
因此,对于绝热不可逆过程的熵变,我们需要提高对其影响的理解和控制能力,以更好地保护人类社会和自然环境的可持续发展。