(仅供参考)自测习题-第3章-热力学第二定律

第3章 第二定律自测题1．由热力学第二定律可知，在任一循环过程中( )。

(A)功与热都可以完全互相转换；(B)功可以完全转变为热，而热却不能完全转变为功； (C)功与热都不能完全互相转换；(D)功不能完全转换为热，而热却可以完全转变为功。

2．在封闭系统内发生任何绝热过程的S ∆( )。

(A)一定是大于零；(B)一定是小于零；(C)一定是等于零；(D)可能是大于零也可能是等于零。

3．在隔离系统内发生任何明显进行的过程，则此过程系统总的熵变iso S ∆( )。

(A)＞0；(B)＝0；(B)＜0；(D)条件不全无法确定。

4．在绝热、恒压、W '＝0的封闭系统内，发生下列化学过程：C 2H 5OH(1)＋3O 2(g)＝2CO 2(g)＋3H 2O(g) 此过程的W ( )；r m H ∆( )；r m U ∆( )；r m S ∆( )。

(A)大于零；(B)等于零；(C)小于零；(D)无法确定。

5．在绝热、恒容、w′＝0的封闭系统内，发生下列反应：CH 3OH(g)＋1.5O 2(g)＝CO 2(g)＋2H 2O(g)此反应的r m U ∆( )；r m H ∆( )；r m S ∆( )。

(A)＞0；(B)＜0；(C)＝0；(D)无法确定。

6． 物质的量一定的双原子理想气体，经节流膨胀后，系统的压力明显下降，体积变大。

此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )；G ∆( )；A ∆( )。

(A)>0；(B)＝0；(B)＜0；(B)不能确定。

7．物质的量一定的某实际气体，向真空中绝热膨胀之后，系统的p 与V 之积变小，温度降低，则此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )。

(A)＞0；(B)＜0；(B)＝0；(B)不能确定。

8．加压的液态氨NH 3(1)通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH 3(g )，则此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )。

(A)＞0；(B)＝0；(B)＜0；(B)不能确定。

第三章 热力学第二定律一、选择题1、恒温恒压可逆相变过程中等于零的量是:A.U ∆；B.H ∆；C.G ∆；D.S ∆。

2、根据熵增大原理：A.隔离系统的熵永不减小；B.绝热系统的熵永不减小；C.系统和环境的熵的和永不减小； D 以上三者都对。

3、纯物质由液态蒸发为气态后其标准摩尔熵：A.增大；B.减小；C.不变；D.因物质种类不知所以不能确定。

4、理想气体的物质的量为n ，从始态A （P 1,V 1,T 1）变到末态B （P 2,V 2,T 2），其熵变的计算公式可用：（ ）A. ΔS = nRln(P 1/P 2) +⎰21T T p )T /dT C ( B. ΔS = nRln(P 1/P 2)－⎰21T T p )T /dT C ( C. ΔS = nRln(V 1/V 2)+ ⎰21T T p )T /dT C ( D. ΔS = nRln(V 1/V 2)－⎰21T T p )T /dT C ( 5、在标准压力P θ下，383.15K 的水变为同温下的蒸汽，吸热Q p 。

对于该相变过程，以下哪个关系式不能成立？（ ）A ΔG <0B ΔH=Q pC ΔS 隔离<0D ΔS 隔离>06、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7、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8、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9、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10、关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是(A) 该方程仅适用于液-气平衡(B) 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡(C) 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积(D) 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体11、关于熵的说法正确的是(A) 每单位温度的改变所交换的热为熵(B) 可逆过程熵变为零(C) 不可逆过程熵将增加(D) 熵与系统的微观状态数有关12、氢气进行不可逆循环(A)ΔU＞0 (B) ΔS＝0 (C) ΔS＞0 (D) ΔS＜013、下述过程，体系的ΔG何者为零？(A) 理想气体的等温膨胀(B) 孤立体系的任意过程(C) 在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水汽(D) 绝热可逆过程14、关于熵的性质, 下面的说法中不正确的是(A) 环境的熵变与过程有关(B) 某些自发过程中可以为系统创造出熵(C) 熵变等于过程的热温商(D) 系统的熵等于系统内各部分熵之和15、根据热力学第一定律，在一循环过程中（）(A) 功与热可以完全相互转换(B) 功与热都不能完全相互转换(C) 功可以完全转变为热，热不能完全转变为功(D) 功不能完全转变为热，热可以完全转变为功16、在下列过程中, ΔG＝ΔA的是(A) 液体等温蒸发(B) 气体绝热可逆膨胀(C) 理想气体在等温下混合(D) 等温等压下的化学反应17、在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。

第3章 第二定律自测题1．由热力学第二定律可知，在任一循环过程中( )。

(A)功与热都可以完全互相转换；(B)功可以完全转变为热，而热却不能完全转变为功； (C)功与热都不能完全互相转换；(D)功不能完全转换为热，而热却可以完全转变为功。

2．在封闭系统内发生任何绝热过程的S ∆( )。

(A)一定是大于零；(B)一定是小于零；(C)一定是等于零；(D)可能是大于零也可能是等于零。

3．在隔离系统内发生任何明显进行的过程，则此过程系统总的熵变iso S ∆( )。

(A)＞0；(B)＝0；(B)＜0；(D)条件不全无法确定。

4．在绝热、恒压、W '＝0的封闭系统内，发生下列化学过程：C 2H 5OH(1)＋3O 2(g)＝2CO 2(g)＋3H 2O(g)此过程的W ( )；r m H ∆( )；r m U ∆( )；r m S ∆( )。

(A)大于零；(B)等于零；(C)小于零；(D)无法确定。

5．在绝热、恒容、w′＝0的封闭系统内，发生下列反应：CH 3OH(g)＋(g)＝CO 2(g)＋2H 2O(g) 此反应的r m U ∆( )；r m H ∆( )；r m S ∆( )。

(A)＞0；(B)＜0；(C)＝0；(D)无法确定。

6． 物质的量一定的双原子理想气体，经节流膨胀后，系统的压力明显下降，体积变大。

此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )；G ∆( )；A ∆( )。

(A)>0；(B)＝0；(B)＜0；(B)不能确定。

7．物质的量一定的某实际气体，向真空中绝热膨胀之后，系统的p 与V 之积变小，温度降低，则此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )。

(A)＞0；(B)＜0；(B)＝0；(B)不能确定。

8．加压的液态氨NH 3(1)通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH 3(g )，则此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )。

(A)＞0；(B)＝0；(B)＜0；(B)不能确定。

1、理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：(D )(A) ΔS体>0，ΔS环<0 （B）ΔS体<0，ΔS环>0(C) ΔS体>0，ΔS环=0 （D）ΔS体=0，ΔS环=02、下列四种表述：(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是d S > 0”。

(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。

(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变(2) 体系经历一自发过程总有d S > 0(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零两者都不正确者为：( C)(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4)(B) 因为绝热可逆ΔS = 0 ，绝热不可逆 S > 0。

所以状态函数S不同，故终态不能相同。

(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定4、下列表达式中不正确的是：(B)(A) (U/V)S = -p（适用于任何物质）(B) d S = Cp dln(T/K)- nR dln(p/p$) （适用于任何物质）(C) (S/V)T = (p/T)V（适用于任何物质）(D) (U/p)T = 0 （适用于理想气体）5、N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( )(C) 因为Q R= 0 故ΔS = 0(A) ΔU= 0 (B) ΔA= 0 (C) ΔS= 0 (D) ΔG = 06、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。

下列的过程可应用公式△S =nR ln(V2/V1) 进行计算：(1) 理想气体恒温可逆膨胀( √) (2) 理想气体绝热可逆膨胀( ×)(3) K 和101325 kPa 下水的汽化( ×) (4) 理想气体向真空膨胀( √)7、将1 mol 甲苯在kPa，110 ℃（正常沸点）下与110 ℃的热源接触，使它向真空容器中汽化，完全变成kPa 下的蒸气。

第三章--热力学第二定律(总复习题含答案)------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx第三章热力学第二定律一、选择题1、如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是: ( )(Ａ）图⑴ (B）图⑵(C)图⑶ （D) 图⑷2、工作在393Ｋ和２９3K的两个大热源间的卡诺热机,其效率约为( )(A) 83% （B) 25％(C) 100％（D) 20%3、不可逆循环过程中，体系的熵变值( ）（A）大于零 (B) 小于零（Ｃ)等于零 (D)不能确4、将 1 moｌ甲苯在１01.3２5 kPａ，1１0 ℃（正常沸点)下与110 ℃的热源接触,使它向真空容器中汽化,完全变成１01。

325 kPa 下的蒸气。

该过程的：( ）(A）Δvap S m= 0 (B) Δvａp Gｍ＝0 (C）Δvap H m= ０ (Ｄ) Δvap U m= 05、1moｌ理想气体从300K，１×1０6Ｐa绝热向真空膨胀至1×１05Pａ,则该过程( ) (A）ΔS>0、ΔＧ〉ΔA （B)ΔS<0、ΔG<ΔＡ（C)ΔS=0、ΔG=ΔA (D)ΔA 〈0、ΔG＝ΔA6、对理想气体自由膨胀的绝热过程,下列关系中正确的是（ )（A)ΔT〉0、ΔＵ〉0、ΔＳ>０ (B）ΔT〈0、ΔU〈０、ΔS＜0 (Ｃ)ΔＴ=0、ΔU=０、ΔS=0 （D）ΔＴ=0、ΔU=0、ΔS>07、理想气体在等温可逆膨胀过程中( )(A)内能增加(B)熵不变（C)熵增加（D)内能减少8、根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大?( ）(A）水蒸气冷却成水(B) 石灰石分解生成石灰（C) 乙烯聚合成聚乙烯 (D) 理想气体绝热可逆膨胀９、热力学第三定律可以表示为： ( )（A）在０K时，任何晶体的熵等于零 (B) 在0 K时,任何完整晶体的熵等于零（Ｃ）在0 ℃时，任何晶体的熵等于零 (Ｄ) 在０℃时，任何完整晶体的熵等于零1０、下列说法中错误的是( )（A）孤立体系中发生的任意过程总是向熵增加的方向进行(Ｂ)体系在可逆过程中的热温商的加和值是体系的熵变（C）不可逆过程的热温商之和小于熵变(D)体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商１1、两个体积相同,温度相等的球形容器中,装有同一种气体,当连接两容器的活塞打开时，熵变为（）(A）ΔＳ＝0 (B)ΔS>０（C)ΔS＜0（D）无法判断12、下列过程中系统的熵减少的是( )(A)在9０0ＯC时CａCO3(s）→CaＯ（S)＋ＣO2(g）（B）在０O C、常压下水结成冰(C)理想气体的恒温膨胀 (D）水在其正常沸点气化１3、水蒸汽在373K,１０1。

第三章 习题及解答复习题3. 证明：（1）在pV 图上，理想气体的两条可逆绝热线不会相交。

(2) 在pV 图上，一条等温线与一条绝热线只能有一个交点而不能有两个交点。

证明：使用反证法。

(1) 假设理想气体的两条可逆绝热线相交是成立的，则这两条可逆绝热线就可以和一条可逆等温线构成一个可逆循环。

如图所示，此可逆循环的结果是可以制成从单一热源吸热并全部做功的热机，这是违反热力学第二定律的，是不可能实现的，所以前面的假设是错误的，即理想气体的两条可逆绝热线是不会相交的。

(2) 假设一条等温线与一条绝热线有两个交点是成立的，则这条等温线与这条绝热线也构成一个可逆循环。

如图所示，此可逆循环的结果是可以制成从单一热源吸热并全部做功的热机，这是违反热力学第二定律的，是不可能实现的，所以这个假设也是错误的，即一条等温线与一条绝热线只能有一个交点而不能有两个交点。

1. 有5mol 某双原子理想气体，已知其C V ,m =2.5R ，从始态400K ，200kPa ，经绝热可逆压缩至400kPa 后，再真空膨胀至200kPa ，求整个过程的Q W ，ΔU ，ΔH 和ΔS 。

解 绝热可逆压缩过程：,,/ 3.5/2.5 1.4p m V m C C R R γ===11111122212p T pT pT T p γγγγγγ---⎛⎫=∴= ⎪⎝⎭Q即 T 2=400K×(200kPa/400kPa)(1-1.4)/1.4=487.6K ΔU 1=W 1=nC V ,m (T 2-T 1)=5×2.5×8.315×(487.6-400)J=9105J ΔH 1=nC p,m (T 2-T 1)=5×3.5×8.315×(487.6-400)J=12747J Q 1=0，ΔS 1=0。

理想气体真空膨胀过程：Q 2=W 2=ΔU 2=ΔH 2=0ΔS 2=nRln(p 1/p 2)= [5×8.315×ln(400/200)] J·K -1=28.8J·K -1Q=Q 1+Q 2=0，W= W 1+ W 2=9105J ，ΔU=ΔU 1+ΔU 2=9105J ，ΔH=ΔH 1+ΔH 2=12747J ΔS=ΔS 1+ΔS 2=28.8J·K -12. 有5mol He(g)，可看作理想气体，已知其C V ,m =1.5R ，从始态273.15K 和100kPa ，变到终态298.15K 和1000kPa ，计算该过程的ΔS 。

第三章热力学第二定律一、选择题1.理想气体与温度为T 的大热源接触，做等温膨胀吸热Q，而所做的功是变到相同终态最大功的20%，则体系的熵变为（）A.ΔS = 5Q /TB.ΔS = Q /TCΔS= Q/5T D.ΔS =T/Q A2.下列过程哪一种是等熵过程（）A. 1mol 某液体在正常沸点下发生相变B. 1mol 氢气经一恒温可逆过程C. 1mol 氮气经一绝热可逆膨胀或压缩过程D. 1mol 氧气经一恒温不可逆过程C3.d G = −S d T+V d p 适用的条件是（）A.只做膨胀功的单组分,单相体系B. 理想气体C. 定温、定压D. 封闭体系 A 4．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.1,2B. 2,3C. 2D.4 C 5．体系经历一个不可逆循环后（）A.体系的熵增加B.体系吸热大于对外做功C.环境的熵一定增加 C环境内能减少 C 6．理想气体在绝热可逆膨胀中，对体系的ΔH 和ΔS 下列表示正确的是（）A. ΔH > 0, ΔS > 0 B. ΔH = 0, ΔS = 0C. ΔH < 0, ΔS = 0D.ΔH < 0, ΔS < 0 B7.非理想气体绝热可逆压缩过程的△S（）A.=0B.>0C.<0D.不能确定 A8.一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是（）A.S（纯铁）>S（碳钢）B.S（纯铁）<S（碳钢）C.S（纯铁）=S（碳钢）D.不能确定 B9. n mol 某理想气体在恒容下由T1加热到T2，其熵变为△S1，相同量的该气体在恒压下由T1 加热到T2，其熵变为△S2,则△S1与△S2的关系（）A.△S1 >△S2B. △S1= △S2C. △S1< △S2D. △S1= △S2= 0 C10.理想气体绝热向真空膨胀，则：（）A.△S = 0， W = 0B.△H = 0，△U = 0C.△G = 0，△H = 0D.△U = 0，△G = 0 B11.系统经历一个不可逆循环后：（）A.系统的熵增加B.系统吸热大于对外作的功C.环境的熵一定增加D.环境的内能减少 C12.下列四种表述：(1) 等温等压下的可逆相变过程中，系统的熵变△S =△H 相变/T 相变(2) 系统经历一自发过程总有d S > 0(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向(4) 在绝热可逆过程中，系统的熵变为零两者都不正确者为：（）A.(1)、(2)B.(3)、(4)C.(2)、(3)D.(1)、(4) C13.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 B14.恒温恒压条件下，某化学反应若在电池中可逆进行时吸热，据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零？（）A.△UB.△HC.△SD.△G C15.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 A16.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.△rUmB.△rHmC.△rSmD.△rGm A二、填空题1.标准压力、273.15K 时,水凝结为冰，可以判断系统的下列热力学量△G= 。

第三章热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。

求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。

解：卡诺热机的效率为根据定义3.5 高温热源温度，低温热源。

今有120 kJ的热直接从高温热源传给低温热源，龟此过程的。

解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。

求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。

（1）可逆热机效率。

（2）不可逆热机效率。

（3）不可逆热机效率。

解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。

3.7 已知水的比定压热容。

今有1 kg，10 °C的水经下列三种不同过程加热成100 °C的水，求过程的。

（1）系统与100 °C的热源接触。

（2）系统先与55 °C的热源接触至热平衡，再与100 °C的热源接触。

（3）系统先与40 °C，70 °C的热源接触至热平衡，再与100 °C的热源接触。

解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此3.8 已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)置于1000 K的热源中，求下列过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的。

解：在恒压的情况下在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想气体将代替上面各式中的，即可求得所需各量3.9 始态为，的某双原子理想气体1 mol，经下列不同途径变化到，的末态。

求各步骤及途径的。

（1）恒温可逆膨胀；（2）先恒容冷却至使压力降至100 kPa，再恒压加热至；（3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa，再恒压加热至。

解：（1）对理想气体恒温可逆膨胀，D U = 0，因此（2）先计算恒容冷却至使压力降至100 kPa，系统的温度T:（3）同理，先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa时系统的温度T:根据理想气体绝热过程状态方程，各热力学量计算如下2.12 2 mol双原子理想气体从始态300 K，50 dm3，先恒容加热至400 K，再恒压加热至体积增大到100 dm3，求整个过程的。

可编辑修改精选全文完整版四、概念题（一） 填空题1.在高温热源T 1和低温热源T 2之间的卡诺循环, 其热温熵之和()1212Q Q T T +=。

循环过程的热机效率()η=。

2.任一不可逆循环过程的热温熵之和可以表示为()0Q T δ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰不可逆。

3.在绝热密闭的刚性容器中发生某一化学反应,此过程的()sys 0S ∆；()amb0S ∆。

4.系统经可逆循环后,S ∆（ ）0, 经不可逆循环后S ∆（ ）。

（填>,=,<）。

5.某一系统在与环境300K 大热源接触下经历一不可逆循环过程,系统从环境得到10kJ 的功,则系统与环境交换的热()Q =；()sys S ∆=；()amb S ∆=。

6.下列过程的△U 、△H 、△S 、△G 何者为零？⑴ 理想气体自由膨胀（ ）；⑵ 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( )；⑶ 在0 ℃、101.325 kPa 下水结成冰的相变过程（ ）。

⑷ 一定量真实气体绝热可逆膨胀过程( )。

⑸ 实际气体节流膨胀过程（ ）。

7.一定量理想气体与300K 大热源接触做等温膨胀,吸热Q =600kJ,对外所做功为可逆功的40%,则系统的熵变()S ∆=。

8. 1 mol O 2(p 1,V 1,T 1)和1 mol N 2(p 1,V 1,T 1)混合后，总压为2 p 1，总体积为V 1，温度为T 1，此过程的△S （ ）0（填＞，＜或＝，O 2和N 2均可看作理想气体）。

9.热力学第三定律用公式表示为：()()*m S =。

10. 根据 d G =－S d T+V d p 可知任一化学反应的（1）r m ΔTG p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭（ ）； （2）r m ΔPG T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭（ ）； （3）r m ΔPV T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭（ ）。

11.某理想气体在500 K 、100 kPa 时,其m TS p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ( )（要求填入具体数值和单位）。

衡水学院-《物理化学》第三章-热力学第二定律-作业及答案Q ir,2 = - 893.5 (J)[143-3] 卡诺热机在T 1 = 900 K 的高温热源和T 2 = 300 K 的低温热源间工作。

求：⑴热机效率η；⑵当向低温热源放热 - Q 2 = 100 kJ 时，系统从高温热源吸热Q 1及对环境所作的功– W 。

解：6667.0900300900121=-=-=T T T r η⑴）（解得：即⑵kJ 3001001.6667011112=-+=+=Q Q Q Q ηQ 2 + Q 1 = - W -100 + 300 = - W - W = 200 (kJ)[143-4] 冬季利用热泵从室外0℃的环境吸热，向室内18℃的房间供热。

若每分钟用100 kJ的功开动热泵，试估算热泵每分钟最多能向室内供热多少？解：从室外吸热Q 1，向室内供热Q 2，室外温度定为T 1，室内温度定为T 2。

1121Q W T T T r-=-=η⑴ ）（解得：即J 5.15171005.127391.152-73.15211=-=Q QQ 2 + Q 1 = - W Q 2 + 1517.5 = -100 Q 2 = - 1617.5 (J)[143-5] 高温热源温度T 1 = 600 K ，低温热源温度T 2 = 300 K 。

今有120 kJ 的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程两热源的总熵变ΔS 。

解：120 kJ 的热直接从高温热源传给低温热源，-Q 1 = Q 2 = 120 kJ)()(21T S T S S ∆+∆=∆2211T Q T Q +=300120000600120000+-=)K J (2001-⋅=[144-7] 已知水的比定压热容c p = 4.184 J·g -1·K -1。

今有1kg ，10℃的水经下列三种不同过程加热成100℃的水求各过程的ΔS sys 、ΔS amb 、ΔS iso 。

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。

3热力学第二定律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＋∑=1BBμd n B，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。

（）3、处在对应状态的两种不同气体，各自对于理想气体行为的偏离程度相同。

( )。

4、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。

( )5、隔离系统的熵是守恒的。

（）6、一定量理想气体的熵只是温度的函数。

（）7、绝热过程都是定熵过程。

（）8、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。

（）9、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。

( )10、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。

（）11、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。

（）12、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。

（ ）13、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。

（ ）14、对于一定的始终态，可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。

（ ）15、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， （ ）16、一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程式计算其饱和蒸气压。

（ ）17、只要始、终状态一定，不管由始态到终态进行的过程是否可逆，熵变就一定。

（ ）18、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。

（ ）19、在-10℃，101.325 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。

（ ）20、气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q = 0，故其熵变等于零。

第三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下转变为液态水，其熵变∆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。

第三章热力学第二定律1、在T1=750K的高温热源与T2=300K的低温热源间工作一卡诺可逆热机,当其从高温热源Q1=250kJ时,该热机对环境所做的功W= -150 Kj，放至低温热的热Q2= -100 kJ。

2、以汞为工作物质时，可逆卡诺热机效率为以理想气体为工作物质时的100% 。

（可逆热机效率与工质无关）3、液体苯在其沸点下恒温蒸发，则此过程的△U 大于零；△H 大于零；△S 大于零；△G 等于零。

4、将1mol 温度为100℃、压力为101.325kPa的液体水投入一密封真空容器中，并刚好完全蒸发为同温同压的水蒸气，则此过程的△H 大于零；△S 大于零；△G 等于零。

5、H2与O2均为理想气体，当经历如下所示的过程后，则系统的△U 等于零; △H 等于零; △S 等于零; △G 等于零。

6、732 K时，反应NH4Cl(s)==NH3(g)+HCl(g)的∆r G=－20.8 kJ·mol-1，∆r H=154 kJ·mol-1，则该反应的∆r S = 239 J·K-1·mol-1 。

7、某双原子理想气体3 mol从始态300 K，200 KPa下经过恒温可逆膨胀到150KPa ，则其过程的功W是－2152.6 J。

8、某双原子理想气体3 mol从始态350K，200 KPa下经过绝热可逆膨胀到235.5 K平衡，则其过程的功W是－7139.6 J。

9、在真空密封的容器中,1mol温度为100℃、压力为101.325 kPa的液体水完全蒸发为100℃、101.325 kPa的水蒸气, 测得此过程系统从环境吸热37.53kJ,则此过程的△H= 40.63 kJ, △S= 108.88 J·K-1, △G= 0 kJ。

判断题1、绝热过程都是等熵过程。

×2、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。

第三章热力学第二定律3.1 热力学第二定律1.选择题（1）一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转，当工作物质为气体时，热机效率为42%，若改用液体工作物质，则其效率应为（C）(A)减少；（B）增加；(C)不变；(D)无法判断（2）关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的（D）(A)热不能自动从低温流向高温；(B)不可能从单一热源吸收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。

2.不可逆过程是否一定是自发过程？试举例说明。

答：不对。

如；气体的不可逆压缩过程，就是非自发过程。

注意：自发过程一定是不可逆过程。

3.3 熵与克劳修斯不等式1.判断下列过程熵的变化情况（1）物质的蒸发过程。

熵增（2）气体物质被固体表面吸附的过程。

熵减（3）电解水生成H2和O2。

熵增（4）有机聚合反应。

熵减（5）公路上撒盐使冰融化。

熵增2.选择题（1）理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变△S体及环境上午熵变△S环应为：(B)（A）△S体>0，△S环<0；(B) △S体<0，△S环>0；（C）△S体>0，△S环=0；（D）△S体<0，△S环=0；3.简答题（1）绝热可逆过程的△S？绝热不可逆膨胀过程的△S？绝热不可逆压缩过程的△S？答：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。

析：由克劳修斯不等式，在绝热过程，△S≧0（不可逆大于0，可逆等于0）（2）为了计算绝热不可逆过程的熵变，可否在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算？请简述理由。

答：不可以。

因为：由克劳修斯不等式，在绝热过程，△S≧0（不可逆大于0，可逆等于0）；由相同的始态1出发，绝热可逆△S=0，即终态2的熵与始态熵相同，S1=S2；对于绝热不可逆过程，其△S>0；即此时S2’>S1，可见两个终态不重合，因此不可以。

P199复习题1、指出下列公式的适用范围：（1）∑-=∆BB B mix x n R S ln ：理想气体或理想溶液的等温、等压混合过程。

（2）22,,121121ln ln T T p m V mT T nC nC p V S nR dT nR dT p T V T ⎛⎫⎛⎫∆=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰⎰：理想气体的物质的量一定从T 1，p 1，V 1到T 2，p 2，V 2的过程。

（3）dU=TdS －pdV ：单组分均相封闭系统只做体积功的过程。

（4）G Vdp ∆=⎰：单组分均相封闭系统只做体积功的等温过程。

（5）S ∆、A ∆、G ∆作为判据时必须满足的条件：熵判据：用于隔离系统或绝热系统：dS U ，V ，Wf ＝0≥0。

亥姆霍兹自由能判据：在等温容下不作其它功的条件下，过程总是沿着A 降低的方向进行，直到A 不再改变，即dA ＝0时便达到该条件下的平衡态。

吉布斯自由能判据：等温等压下不作其它功的条件下，过程总是沿着G 降低的方向进行，直到G 不再改变，即dG ＝0时便达到该条件下的平衡态。

2、判断下列说法是否正确，并说明原因：（1）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。

答：前半句错。

自发过程一定是不可逆的，而并不是所有的不可逆过程都是自发的。

对有些不可逆过程通过对其做功，可使它自发进行。

（2）凡是熵增加的过程都是自发过程。

答：错。

熵判据用于隔离系统或绝热系统：dS U ，V ，Wf ＝0≥0。

（3）不可逆过程的熵永不减少。

答：错。

对于隔离系统或绝热系统中发生的不可逆过程的熵永不减少。

（4）系统达到平衡时，熵值最大，Gibbs 自由能最小。

答：错。

在隔离系统或绝热系统中，系统达到平衡时，熵值最大。

在等温等压下不作其它功的系统中，系统达到平衡时，Gibbs 自由能最小。

（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，0S ∆<的过程不可能发生。

答：错。

对于隔离系统或绝热系统热力学能和体积恒定时，0S ∆<的过程不可能发生。