第二章 熱二

1、第二章熱力學(xué)第二定律練習(xí)題一、判斷題（說法正確否）：一、判斷題（說法正確否）：1自然界發(fā)生的過程一定是不可逆過程。2不可逆過程一定是自發(fā)過程。3熵增加的過程一定是自發(fā)過程。4理想氣體絕熱可逆膨脹過程的S = 0，絕熱不可逆膨脹過程的S 0，絕熱不可逆壓縮過程的S 0。5錯。系統(tǒng)由同一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)絕熱可逆和絕熱不可逆過程不可能到達(dá)相同的終態(tài)。經(jīng)絕熱可逆，S = 0；絕熱不可逆過程，S 0。6錯。系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)過程后回到始態(tài)，狀態(tài)函數(shù)都不改變，但不能依此來判斷過程的性質(zhì)，可逆循環(huán)與不循環(huán)都可以回到始態(tài)。7錯。正確說法是隔離系統(tǒng)平衡態(tài)的熵最大。8錯。正確的是絕熱可逆過程中S = 0，絕熱不可逆過程中S

2、0。5計算絕熱不可逆過程的熵變，可以在始末態(tài)之間設(shè)計一條絕熱可逆途徑來計算。6由于系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)過程后回到始態(tài)，S = 0，所以一定是一個可逆循環(huán)過程。7平衡態(tài)熵最大。8在任意一可逆過程中S = 0，不可逆過程中S 0。9理想氣體經(jīng)等溫膨脹后，由于U = 0，所以吸的熱全部轉(zhuǎn)化為功，這與熱力學(xué)第二定律矛盾嗎?10自發(fā)過程的熵變S 0。11相變過程的熵變可由 計算。THS12當(dāng)系統(tǒng)向環(huán)境傳熱時(Q 0。11錯。必須可逆相變才能用此公式。12錯。系統(tǒng)的熵除熱熵外，還有構(gòu)型熵。例如NaOH固體溶于水，或C在氧氣中燃燒，都是放熱，但熵都是增加。13對。固體、液體變成氣體，熵是增加的。14冰在0，p下轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

3、液態(tài)水，其熵變 0，所以該過程為自發(fā)過程。THS15自發(fā)過程的方向就是系統(tǒng)混亂度增加的方向。16吉布斯函數(shù)減小的過程一定是自發(fā)過程。17在等溫、等壓下，吉布斯函數(shù)變化大于零的化學(xué)變化都不能進(jìn)行。18系統(tǒng)由V1膨脹到V2，其中經(jīng)過可逆途徑時做的功最多。14錯。冰在0，p下轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水，不能認(rèn)為是自發(fā)方程；同樣在0，p下液態(tài)水也可以變成冰，只能說是可逆過程（或平衡狀態(tài)）。（或平衡狀態(tài)）。15錯。只有孤立體系才成立，非孤立體系不成立，例如過冷水結(jié)冰，S 0（體積不變，壓力升高）， S 0，F(xiàn) 0與S 0 無法判斷G符號。 27W、Q、U、H = 0，S 0。 V1 = RT/10 ，V2 = RT

4、12111()22 10120VVRTRTVRT THSQdST環(huán)QdST環(huán)QdST環(huán)QdST環(huán)QdST環(huán)(A)必為可逆過程或處于平衡狀態(tài) ；(B)必為自發(fā)過程 ；必為不可逆過程 ；(C)(D)違反卡諾定理和第二定律，過程不可能發(fā)生 。二、單選題：二、單選題：1 適合于下列過程中的哪一個？(A) 恒壓過程 ；(B)絕熱過程 ；(C)恒溫過程；(D)可逆相變過程2可逆熱機(jī)的效率最高，因此由可逆熱機(jī)帶動的火車：(A) 跑的最快 (B)跑的最慢(C)夏天跑的快 (D)冬天跑的快 。3在一定速度下發(fā)生變化的孤立體系，其總熵的變化是什么？(A)不變 ；(B)可能增大或減?。?C) 總是增大 ；(D)總是

5、減小 。4應(yīng)用克勞修斯不等式 判斷，下列哪個判斷不正確：TGHSRTQdS環(huán)體系環(huán)境TQSTHS101VHT5下列計算熵變公式中，哪個是錯誤的：(A)水在25、p下蒸發(fā)為水蒸氣：(B)任意可逆過程： (C) 環(huán)境的熵變： (D)在等溫等壓下，可逆電池反應(yīng)： 6當(dāng)理想氣體在等溫(500K)下進(jìn)行膨脹時，求得體系的熵變S = l0 JK-1，若該變化中所做的功僅為相同終態(tài)最大功的 ，該變化中從熱源吸熱多少？ (A) 1.5R ； (B) 2.5R ； (C)3.5R ； (D)2R 。 (A) 5000 J ； (B) 500 J ； (C)50 J ；(D) 100 J 。71mol雙原子理想氣

6、體的 是：8理想氣體在絕熱條件下，在恒外壓下被壓縮到終態(tài)，則體系與環(huán)境的熵變：(A)S(體) 0，S(環(huán)) 0 ；(B)S(體) 0，S(環(huán)) 0，S(環(huán)) = 0 ； (D)S(體) 0，S(環(huán)) 0，S(環(huán)) 0 ；(B)S(體) 0 ；(C)S(體) 0，S(環(huán)) = 0 ；(D)S(體) 0，G 0 ；(B)S 0，G 0 ；(C)S = 0，G = 0 ；(D)S = 0，G 0，H 0 ；(B)S 0，H 0 ；(C)S 0 ；(D)S 0，H rHm/T ； (C)rSm rHm/T ；(D)rSm rHm/T 。22等熵等容條件下，過程自發(fā)進(jìn)行時，下列關(guān)系肯定成立的是：(A)

7、G 0 ； (B) F 0 ；(C) H 0 ；(D)U 0 。23實際氣體節(jié)流膨脹后，其熵變?yōu)椋?A) (B) (C) (D)24一個已充電的蓄電池以1.8 V輸出電壓放電后，用2.2 V電壓充電使其回復(fù)原狀，則總的過程熱力學(xué)量變化：(A)Q 0，S 0，G 0 ； (B) Q 0，W 0，S 0，G 0，W 0，S = 0，G = 0 ； (D) Q 0，S = 0，G = 0 0,0環(huán)TQSTGHS25下列過程滿足 的是：(A) 恒溫恒壓(273 K，101325 Pa)下，1mol 的冰在空氣升華為水蒸氣 ；(B)氮?dú)馀c氧氣的混合氣體可逆絕熱膨脹 ；(C)理想氣體自由膨脹 ；(D)絕熱

8、條件下化學(xué)反應(yīng) 。26吉布斯自由能的含義應(yīng)該是：(A)是體系能對外做非體積功的能量 ；(B)是在可逆條件下體系能對外做非體積功的能量 ；(C)是恒溫恒壓可逆條件下體系能對外做非體積功的能量 ；(D)按定義理解 G = H - TS 。27在 10、P下，1mol水凝結(jié)成冰的過程中，下列哪個公式可以適用：(A) U = TS； (B) (C) H = TS + Vp； (D) GT,p = 0。28對于封閉體系的熱力學(xué)，下列各組狀態(tài)函數(shù)之間的關(guān)系中正確的是：(A) F U ； (B) F H ； (D) H 4 3 1 5 6 ；(B)6 5 4 3 2 1 ；(C)4 5 3 1 2 6 ；(

9、D)1 2 4 3 6 5 。CpTGTVApTHVSUSVUSVUpTGTFVVSUTpGABQQTT三、多選題：三、多選題： 1在以下偏導(dǎo)數(shù)中，大于零的有：(A) (B) (C) (D) (E)2由熱力學(xué)基本關(guān)系式，可導(dǎo)出 等于： (A) (B) -p； (C) (D) (E)3體系的始態(tài)與終態(tài)之間有兩種途徑：A為可逆途徑；B為不可逆途徑。以下關(guān)、系中不正確的是：(A)SA = SB ；(B)(C)SB = QB/T ；(D)SA = QA/T ； (E)SB = QA/T 。電解 原電池 光葉綠素等溫抽去隔板4下列過程中，那些過程的G 0：(A)等溫等壓下，H2O(l,375K,p)H2

10、O(g,375K,p) ；(B)絕熱條件下，H2(g,373K,p)H2(g,300K,0.1p) ；(C)等溫等壓下，CuSO4(aq) + H2O Cu(s) + H2SO4(aq) + O2(g)； (D)等溫等壓下，Zn + CuSO4(aq)(E)等溫等壓下，mCO2 + nH2O5化學(xué)反應(yīng)在等溫等壓下能自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)是：(A) S 0 ； (B) G W ； (C) F 0 ；(D) BB 0 ； (E) H 0 。6在O2(理想氣體) 的如下過程中，屬于等熵過程的是：(A) 絕熱恒容過程 ； (B) 等溫可逆膨脹過程 ；(C) O2，V2 O2, V2 2 O2, 2V2 (D)

11、絕熱可逆膨脹；(E)絕熱恒外壓膨脹 。ZnSO4(aq) + Cu ；碳水化合物 。7等溫等壓下，反應(yīng)的熱力學(xué)可能性隨溫度降低而增大的是：(A)Zn(s) + H2SO4(aq)ZnSO4 + H2(g,p) ；(B)Zn(s) + CuSO4(aq)ZnSO4(aq) + Cu(s) ；(C)2CuCl2(s) + H2(g)2Cu(s) + 2HCl(g) ；(D)C2H4(g) + H2(g)C2H6(g,p) ；(E)CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) + 2H2O(l) 。8下列過程中，S(系) 0，S(總) 0 的過程是：(A)等溫等壓H2O(l,270K,p)H2O(s,

12、270K,p) ；(B)等溫等壓H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p) ；(C)等溫等壓H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p) ；(D)n mol理想氣體恒外壓等溫壓縮過程 ；(E)1000K CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) 。9378K、標(biāo)準(zhǔn)壓力下，過熱水的下列哪個物理量小于同溫同壓下水蒸氣：(A)Hm ；(B) Gm ； (C) ； (D) Sm ； (E) Am 。 10下列過程中，G 0 的是：(A)等溫等壓H2O(l,268K,p)H2O(s,268K,p) ；(B)等溫等壓H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p) ；(C)H2

13、O(l,373K,p) H2O(g,373K,p)；向真空蒸發(fā) (D)等溫等壓H2O(l,373K, 5P)H2O(g,373K, 5P) ；(E)等溫等壓H2O(g,373K, 0.5P)H2O(l,373K, 0.5P) 11常壓下10過冷的水變成10的冰，在此過程中，體系G與H如何變化：(A) G 0 ； (B) G 0，H 0 ；(C) G = 0，H = 0 ；(D) G 0，H 0 ； (E) G = 0，H 0 。12在383K、p下，1mol過熱水蒸汽凝結(jié)成水，則體系、環(huán)境及總熵變?yōu)椋?A)S (體) 0，S (環(huán)) 0，S (總) 0 ；(B)S (體) 0，S (總) 0

14、；(C)S (體) 0，S (環(huán)) 0，S (總) 0 ；(D)S (體) 0，S (總) 0，S (環(huán)) 0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，因此不是形成 Ag2O 所致。 1110mol H2(理想氣體)，CV,m =2.5R JK-1mol-1，在298K、p時絕熱可逆地壓縮到10p，計算該過程的Q、W、U、H、S、F和G 。巳知 Sm(298K) = 130.59 JK-1mol-1 。K5761 . 0298577212112ppTT，11解：Q = 0， W = U = nCV,m(T2T1) = 10 2.5R (576298) = 57.8 kJU = 57.8 kJ，H = nCpm(T2

15、T1) = 10 3.5R (576298) = 80.8 kJS = 0 ，G = HSm,298T = 80.910 130.59 (576298) 103 =282.1kJA = UST =305.2 kJ12計算符合狀態(tài)方程 的1mol氣體從(p1，V1)恒溫可逆RTVVap2膨脹到(p2，V2)時的W、Q、U、H、S、F和G。(用V1、V2來表示) 。pTpTpVSTVUVTTRTVVap22RTapVV322VaVRTVpVRTpTV，2VapVRTVUT12211dd2121VVaVVaVVUUVVVVT12解：這類題目非常典型，計算時可把熱力學(xué)量分為兩類：一類是狀態(tài)函數(shù)的變化，包括U、H、S、A、G，計算時無需考慮實際過程；另一類是過程量，包括Q、W，不同的過程有不同的數(shù)值。先求狀態(tài)函數(shù)的變化，狀