热力学第二定律习题 (2)
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第二章热力学第二定律习题
一、填空题
1. H2O(l)在80℃,kPa下蒸发,状态函数(U、S、H、A、G)改变值不为零的有。
2.常压下,过冷水凝结成同温度的冰,则S体0,S总0。
任一不可逆过程回到始态,其体系S体0,S环0。
4.热温商Q/T经证明为状态函数,其积分值必与熵变相等。
5. 100℃,的水蒸气变成100℃,p的液体水,ΔS ______ 0, ΔG ______ 0。
6. 选择“>”、“<”、“=”
理想气体经节流膨胀,△S _____ 0,△G _____ 0.
二、选择题
1.
在等温等压下进行下列相变:
H2O (s,-10℃, p) = H2O (l,-10℃, p)
在未指明是可逆还是不可逆的情况下,考虑下列各式哪些是适用的( )
(1) δQ/T= Δ
fus
S
(2) Q= Δfus H
(3) Δfus H/T= Δfus S
(4) -Δfus G = 最大净功
(A) (1),(2)
(B) (2),(3)
(C) (4)
(D) (2)
2.
纯液体苯在其正常沸点等温汽化,则:( )
(A) Δvap U=Δvap H,Δvap F=Δvap G,Δvap S> 0
(B) Δvap U<Δvap H,Δvap F<Δvap G,Δvap S> 0
(C) Δvap U>Δvap H,Δvap F>Δvap G,Δvap S< 0
(D) Δvap U<Δvap H,Δvap F<Δvap G,Δvap S< 0
3. 1 mol液苯,在其标准沸点下蒸发,则()保持不变:
(A)内能(B) 蒸汽压(C) 焓(D) 熵(E)体积(F)汽化热(G)A (H)G 4.H2(g)和O2(g)在绝热密闭钢瓶中反应生成水为零者是()
(A)ΔU(B) ΔH (C) ΔS(D) ΔG
5.克劳修斯-克拉贝龙方程只适用于()
(A) 水在25℃,1atm空气中蒸发
(B) 水在其标准沸点下蒸发达平衡
(C) 水在其冰点时的固液相平衡
(D)水在三相点时平衡
6.公式-ΔG=W′适用于()
(A) 孤立体系中的可逆过程
(B) 封闭体系等温等压下可逆过程
(C) 封闭体系恒温恒容过程
(E) 以上过程
7.100℃,105Pa 的水蒸气变成100℃,5×104Pa 的水蒸气,该过程的ΔG 与ΔA 的关系是( )
A.ΔG=ΔA=0
B.ΔG=ΔA<0
C.ΔG<ΔA
D.ΔG>ΔA.
8. 下列各式中,哪个是化学势( ) A.j n p T i n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.,,j i T P n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ C.j n p T i n H ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.,,j
i T P n G n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 9. 在定温定压下,二组分混合形成理想溶液,下列哪个函数的变化值正确( )
A.ΔS=0
B.ΔV=0
C.ΔG=0
D.ΔA=0
10. 100℃,105Pa 的水蒸气变成100℃,5×104Pa 的水蒸气,该过程的ΔG 与ΔA 的关系是( )
A.ΔG=ΔA=0
B.ΔG=ΔA<0
C.ΔG<ΔA
D.ΔG>ΔA.
11.从热力学四个基本方程可导出V
U S ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭( )
(A )T A V ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ (B )P H S ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ (C )S
U V ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ (D )P G T ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ 12. 工作在100℃和25℃的两个大热源间的卡诺热机,其效率为( )
(A)20% (B)25% (C)75% (D)100%
13单原子理想气体的R )2/3(,v C m =,温度由T1变到T2时,等压过程体系的熵变P S ∆与
等容过程熵变V S ∆之比是:( )
(A )1∶1 (B )2∶1 (C )3∶5 (D)5∶3
14. 下面诸式中不能称为基尔霍夫公式的是 ( )
(A )m p p
m
C T H ,∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂ (B )⎰∆+∆=∆21,12)()(T T m p m m dT C T H T H (C) ⎰∆+∆=∆21,12)()(T T m V m m dT C T U T U (
D )p p
C T H =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 15. 一隔板两端,左边装有25℃、1×P θ、 O 2,右边装有25℃、1×P θ、 O 2,均视为理想气
体,当抽走隔板后,混合过程的ΔS 为
A 、·k -1
B 、0
C 、·k -1
D 、-·k -1
16. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误
( )
(A) Q =0 (B) W =0 (C) ΔU =0 (D) ΔH =0
三、计算题
1. 某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示:
lg(p /Pa) = - (T /K) (固体) (1)
lg(p /Pa) = - 1453/(T /K) (液体) (2)
试求其:
(1) 摩尔升华焓
(2) 正常沸点
(3) 三相点的温度和压力
(4) 三相点的摩尔熔化熵
2. 将 K,600 kPa 的1 mol N 2绝热可逆膨胀到100 kPa ,试求该过程的Q ,W ,ΔU ,ΔH ,ΔF ,ΔG ,ΔS ,ΔS
隔离。已知S m $
(N 2, K) = J·K -1·mol -1。设N 2为理想气体。
3. 将 1mol ,298K 的 O 2(g) 放在一敞口容器中,由容器外 K 的液态 H 2作冷却剂,使体系
冷却为 K 的 O 2(l)。已知 O 2在 K 时的摩尔汽化热为 kJ·mol -1,试计算该冷却过程中的体
系熵变、环境熵变和总熵变。
4. 苯的正常沸点为,在此温度压力下,1molC 6H 6(l)完全蒸发为蒸气,已知C 6H 6(l)的汽化热
为·mol -1,计算此过程的W 、ΔU 、Q 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。