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《热力学第二定律》习题及答案

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《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：A
2．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),,jiTpnUn (B) ,,jiTVnHn (C) ,,jiTVnAn (D) ,,jiiTpnn
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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。正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其它变化
8．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 答案：A
9．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
答案：D。（A）熵变的定义/rdSQT其中的热应为可逆热；（B）与（C）均在绝热
系统中才成立。
10．在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变
(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定
答案：A。绝热不可逆过程熵要增加。
11．氢气进行不可逆循环
ΔＵ＞０ (B) ΔＳ＝０ (C) ΔＳ＞０ (D) ΔＳ＜０
答案：B。循环过程状态函数不变。
12．氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水
（A）ΔＳ＝０ (B) ΔＧ＝０ (C) ΔH＝０ (D) ΔＵ＝０
答案：D。绝热钢瓶中进行的反应无热交换、无体积功，即Q＝W＝0，故ΔU＝0。此过
程为绝热不可逆过程故ΔS＞0。此过程恒容ΔH＝ΔU＋Δ（pV）＝VΔp，因Δp不等于零故
ΔH亦不为零。恒温、恒压不做其它的可逆过程ΔG＝0，上述过程并非此过程。
13． 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
答案：C。可逆相变ΔＧ为零。
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 答案：C。正确的
说法应为熵变等于过程的可逆热温商。
15．关于亥姆霍兹函数A, 下面的说法中不正确的是
(A) A的值与物质的量成正比 (B)虽然A具有能量的量纲, 但它不是能量 (C)A是守恒的参
量 (D)A的绝对值不能确定 答案：C
16．关于热力学基本方程dU=TdS-pdV, 下面的说法中准确的是
(A) TdS是过程热 (B)pdV是体积功(C) TdS是可逆热 (D)在可逆过程中, pdV等于体积功,
TdS即为过程热 答案：D
17．理想气体在自由膨胀过程中, 其值都不为零的一组热力学函数变化是
(A) ΔU、ΔH、ΔS、ΔV (B)ΔS、ΔA、ΔV、ΔG (C) ΔT、ΔG、ΔS、ΔV (D)
ΔU、ΔA、ΔH、ΔV
答案：B。理想气体自由膨胀过程中不做功亦不放热，故ΔU＝0，ΔT＝0。
18．在一绝热恒容箱中, 将NO(g)和O2(g)混合,•假定气体都是理想的, 达到平衡后肯定都
不为零的量是
(A) Q, W, ΔU (B) Q, ΔU, ΔH (C) ΔH, ΔS, ΔG (D) ΔS, ΔU, W
答案：C。此条件下Q、W和ΔU都为零。由ΔH＝ΔU＋Δ（pV）可见反应前后压力有变
化故ΔH不为零，微观状态数有变化故ΔS不为零，ΔG＝ΔH－Δ（TS）亦不为零。
19．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
答案：C。由ΔG＝ΔA＋Δ（pV）可知若Δ（pV）＝0则ΔG＝ΔA。
20一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, 则其效率应当
(A) 减少 (B) 增加 (C) 不变 (D) 无法判断
答案：C
21．理想气体绝热向真空膨胀，则
(A) dS = 0，dW = 0 (B) dH = 0，dU = 0
(C) dG = 0，dH = 0 (D) dU =0，dG =0
答案：B
22． 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) dS > 0 (D) dH = 0
答案：D
23．理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则
(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) 不能确定以上
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。
答案：B
24． 求任一不可逆绝热过程的熵变dS，可以通过以下哪个途径求得？
(A)始终态相同的可逆绝热过程。(B)始终态相同的可逆恒温过程。(C)始终态相同的可逆非
绝热过程。(D) B 和C 均可。答案：C
25．在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。在此过程中下列各状态函数的变化值
哪个为零？
(A) ΔrHm (B) ΔrUm (C) ΔrSm (D) ΔrGm
答案：B。因Q＝0，W＝0。
26． 1mol Ag(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。已知在该温度区间内Ag(s)的
Cv,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为：
(A)2.531J·K-1 (B) 5.622J·K-1 (C) 25.31J·K-1 (D) 56.22J·K-1

答案：A。303.2,273.2303.224.48ln2.55273.2VmCdTST
27．理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：
(A) ΔS =nRTln(p1/p2) (B) ΔS =nRTln(V2/V1) (C) ΔS =nRln(p2/p1) (D) ΔS
=nRln(V2/V1) 答案：D
28． 在标准压力下，90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽，体系的熵变为：
(A)ΔS体＞0 (B)ΔS体＜0 (C)ΔS体＝0 (D)难以确定 答案：A。液态
变为气态时，混乱度增加，故熵增加。
29．在101.325kPa下，385K的水变为同温下的水蒸汽。对于该变化过程，下列各式中哪个
正确：
(A) ΔS体+ΔS环 > 0 (B) ΔS体+ΔS环 < 0 (C) ΔS体+ΔS环 = 0 (D) ΔS
体+ΔS环的值无法确定
答案：A。因该变化为自发过程。
30． 在标准压力p和268.15K时，冰变为水，体系的熵变ΔS 体应：
(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定
答案：A。因固体变液体混乱度增加。
31.1mol理想气体从p1,V1,T1分别经：(1) 绝热可逆膨胀到p2,V2,T2；(2) 绝热恒外压下
膨胀到p2′,V2′,T2′，若p2 = p2′ 则： (A)T2′= T2, V2′= V2, S2′= S2
(B)T2′> T2, V2′< V2, S2′< S2

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物理化学 课后答案-热力学第二定律

物理化学 课后答案-热力学第二定律

第三章 热力学第二定律【复习题】【1】指出下列公式的适用范围。

（1）min ln BB BS Rnx ∆=-∑;（2）12222111lnln ln ln P v p T V T S nR C nR C p T V T ∆=+=+; （3）dU TdS pdV =-； （4）G Vdp ∆=⎰（5）,,S A G ∆∆∆作为判据时必须满足的条件。

【解】 （1）封闭体系平衡态，理想气体的等温混合，混合前后每种气体单独存在时的压力都相等，且等于混合后气体的总压力。

（2）非等温过程中熵的变化过程，对一定量的理想气体由状态A （P 1、V 1、T 1）改变到状态A （P 2、V 2、T 2）时，可由两种可逆过程的加和而求得。

（3）均相单组分（或组成一定的多组分）封闭体系，非体积功为0的任何过程；或组成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为0的可逆过程。

（4）非体积功为0，组成不变的均相封闭体系的等温过程。

（5）S ∆：封闭体系的绝热过程，可判定过程的可逆与否； 隔离体系，可判定过程的自发与平衡。

A ∆：封闭体系非体积功为0的等温等容过程，可判断过程的平衡与否； G ∆：封闭体系非体积功为0的等温等压过程，可判断过程的平衡与否；【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； （2）凡熵增加过程都是自发过程； （3）不可逆过程的熵永不减少；（4）系统达平衡时，熵值最大，Gibbs 自由能最小；（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，S ∆<0的过程不可能发生；（6）某系统从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，先在要在相同的始、终态之间设计一个绝热可逆过程；（7）在一个绝热系统中，发生了一个不可逆过程，系统从状态1变到了状态2，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了；（8）理想气体的等温膨胀过程，0U ∆=，系统所吸的热全部变成了功，这与Kelvin 的说法不符；（9）冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源，这与Clausius 的说法不符； （10）p C 恒大于V C 。

热力学第二定律习题解析

热力学第二定律习题解析

第二章热力学第二定律习题一 . 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) 43. 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。

热力学第二定律习题详解.doc

热力学第二定律习题详解.doc

习题十一一、选择题1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ]（A ）由绝热线、等温线、等压线组成的循环； （B ）由绝热线、等温线、等容线组成的循环； （C ）由等容线、等压线、绝热线组成的循环； （D ）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。

答案：D解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能实现的，故本题答案为D 。

2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于1。

乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。

丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于211T T -。

丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机的效率等于211T T -。

对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [ ] （A ）甲、乙、丙、丁全对； （B ）甲、乙、丙、丁全错； （C ）甲、乙、丁对，丙错； （D ）乙、丁对，甲、丙错。

答案：D解：效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律，由此可以判断A 、C 选择错误。

乙的说法是对的，这样就否定了B 。

丁的说法也是对的，由效率定义式211Q Q η=-，由于在可逆卡诺循环中有2211Q T Q T =，所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于211TT -。

故本题答案为D 。

3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，此过程中气体的 [ ]（A ）内能不变，熵增加； （B ）内能不变，熵减少； （C ）内能不变，熵不变； （D ）内能增加，熵增加。

答案：A解：绝热自由膨胀过程，做功为零，根据热力学第一定律21V V Q U pdV =∆+⎰，系统内能不变；但这是不可逆过程，所以熵增加，答案A 正确。

4．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的？[ ]（A ）能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功；（B ）其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率，可逆卡诺机的效率最高； （C ）热量不可能从低温物体传到高温物体； （D ）绝热过程对外做正功，则系统的内能必减少。

热力学第二定律练习题

热力学第二定律练习题


22.在等温等压下某吸热反应能自发进行,则该反应的△S
0
23.某气体的状态方程为pVm=RT+bp(b为大于零的常数）,此将该 气体向真空绝热膨胀后的温度变化△T 0 。此气体经节流膨 胀后的温度变化△T 0。
24.已知某系统从300K的恒温热源吸热1000J, 系统的熵变 △S=10J.K-1，此过程为 过程 ( 填可逆或不可逆 ) 。 25.1mol理想气体由0℃,100kPa变到0℃200kPa,此过程的△G=
始终态相同的系统来说，不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵 变”此说法是否正确？为什么？ 5. 一定量的气体在气缸内，(1) 经绝热不可逆压缩，温度升高， △S > 0；(2) 经绝热不可逆膨胀，温度降低，△S < 0，两结 论对吗？
6. 任意体系经一循环过程 △U，△H，△S，△G，△F 均为零， 此结论对吗？
8. 一单组分、均相、封闭体系，在不做非体积功情况下进行 变化，当熵和压力恢复到原来数值时，△G = ______ 。 9. 单原子理想气体的CV,m= (3/2)R, [(T/S)P]/[(T/S)V] 等于 _________ 。
10. 对1mol范德华气体(S/V)T = _________ 。
4. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格 理想气体恒温可逆压缩 △S _____ 0，△G _____ 0。
5. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格 若反应 C(s) + O2(g) = CO2(g) 在恒温、恒压条件下发生， 其 △rHm< 0，若在恒容绝热反应中发生，则 △rUm _____ 0， △rSm _____ 0。 6. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格 理想气体经节流膨胀△U ___0， △S ___ 0，△G ___ 0。 7. 实际气体经节流膨胀后△S 0。