第二章熱力學(xué)第二定律b

1、第二章熱力學(xué)第二定律1、理想氣體與溫度為T(mén)的大熱源接觸作等溫膨脹吸熱Q,所做的功是變到相同終態(tài)的最大功的20%，則體系的熵變?yōu)椋海–）（A）Q/T（B）0（C）5Q/T（D）-Q/T2、單原子理想氣體的Cv,m=3R/2，當(dāng)溫度由T1變到T?時(shí)，等壓過(guò)程體系的熵變（S）與等容過(guò)程熵變之比（S）是（D）PV（A）1:1（B）2:1（C）3:5（D）5:33、373K和100KPa下的1mol電0（1）,令其與373K的大熱源接觸，并使其向真空器皿蒸發(fā)，變?yōu)?73K和100KPa下的H2O（g），對(duì)于這一過(guò)程可用以下哪個(gè)量來(lái)判斷過(guò)程的方向？（B）（A）S（B）S（C）G（D）U系總4、某氣體狀態(tài)方

2、程為p=f（V）T，f（V）只是體積的函數(shù)，恒溫下該氣體的熵隨體積V的增加而（A）（A）增加（B）下降（C）不變（D）難以確定5、在恒溫恒壓不作非體積功的情況下，下列哪個(gè)過(guò)程肯定能自發(fā)進(jìn)行？（C）（A）H0，S0（B）H0，SV0(C)HV0,s0(D)HV0,SV06、體系經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后（C）（A）體系的熵增加（B）體系吸熱大于對(duì)外做功（C）環(huán)境的熵一定增加（D）環(huán)境內(nèi)能減少7、lmol范氏氣體的（S/V）T應(yīng)等于（A）（A）R/（Vm-b）（B）R/Vm（C）0（D）-R/（Vm-b）8、某化學(xué)反應(yīng)若在300K,P下在試管中進(jìn)行時(shí)放熱6X104J,若在相同條件下在可逆電池中進(jìn)行反應(yīng)，

3、則放熱6X103J，該化學(xué)反應(yīng)的熵變S體為:（C）（A）200JK-1（B）200JK-1（C）-20JK-i（D）20JK-19、在383K、P下，lmol過(guò)熱水蒸氣凝聚成水，則體系環(huán)境及總的熵變?yōu)?(A)S體0S環(huán)0S總0(B)S體0S環(huán)0S總0(C)S體0S環(huán)0S總0(D)S體0S環(huán)0S總010、在300K時(shí)，2mol某理想氣體的吉布斯自由能G與亥姆霍茲自由能A的差值為：（C）A）G-A=1.247KJ（B）G-A=2.494KJ（C）G-A=4.988KJ（D）G-A=9.977KJ11、理想氣體在絕熱條件下，經(jīng)恒外壓壓縮至穩(wěn)定，此變化中S體及環(huán)境熵變S環(huán)應(yīng)為：（C）（A）S體0S環(huán)0

4、（C）S體0S環(huán)=0（B）S體0S環(huán)0（D）S體0S環(huán)=012、下列過(guò)程中系統(tǒng)的熵增加的是（C）（A）、NaCl于水中結(jié)晶（B）、將HCl氣體溶于水生成鹽酸（C）、金屬工件的滲碳過(guò)程（D）H2（g）+1/2O2（g）H2O（1）13、1mol理想氣體B，在300K時(shí)等溫膨脹，W=0，而體積增大了1倍,則（B）體系熵變環(huán)境熵變A）、5.76JK-1-5.76JK-1B）、5.76JK-10C）、00D）、-5.76JK-15.76JK-114、相同始終態(tài)，不可逆途徑的熵變與可逆途徑的熱溫熵?cái)?shù)值的關(guān)系是（C）（A）前者大（B）后者大（C）相等（D）視具體情況而定15、下列各種過(guò)程中，體系的U、S、

5、H、G、A全部等于零的過(guò)程是(D)(A)絕熱可逆過(guò)程(B)等壓變溫過(guò)程(C)等容變溫過(guò)程(D)循環(huán)過(guò)程16、下列關(guān)于物質(zhì)的規(guī)定熵和標(biāo)準(zhǔn)熵的說(shuō)法不正確的是(B)、物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的規(guī)定熵又稱(chēng)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵、穩(wěn)定單質(zhì)的完美晶體，其規(guī)定熵值等于零、物質(zhì)的規(guī)定熵并不是該物質(zhì)的熵的絕對(duì)值、某溫度下物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵是不隨壓力變化的17、298K時(shí)某化學(xué)反應(yīng)的U=-156.0kJmol-i,S=-71J.K-imol-i,若反MM應(yīng)進(jìn)度變化為0.5mol,則體系在恒容下能做最大有用功的數(shù)值為(C)(A)134.8KJ(B)、72.4KJ(C)、67.4KJ(D)、156.0KJ18、某體系由狀態(tài)A經(jīng)不可逆過(guò)程到B

6、,再以可逆過(guò)程回到A,則體系的(C)(A)、U0(B)、A0二、問(wèn)答題1、在373.15K、100Kpa下水蒸發(fā)成水蒸氣的過(guò)程是可逆過(guò)程，因?yàn)榭赡孢^(guò)程的S=0，所以此過(guò)程的S=0。此說(shuō)法是否正確，為什么？提示：不正確，此為定溫定壓的可逆過(guò)程，只有吉布斯判據(jù)能用，該過(guò)程不是絕熱可逆過(guò)程，所以so。2、下列說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？絕熱可逆過(guò)程S=0,因此，熵達(dá)最大值。體系經(jīng)歷一循環(huán)過(guò)程后，AS=0，因此，該循環(huán)一定是可逆循環(huán)。過(guò)冷水凝結(jié)成冰是一自發(fā)過(guò)程，因此，AS0。孤立系統(tǒng)達(dá)平衡態(tài)的標(biāo)態(tài)是熵不再增加。提示：(1不)對(duì)，只有孤立體系達(dá)平衡時(shí)，熵最大，(2不)對(duì)，對(duì)任何循環(huán)過(guò)程A=不是是否可逆，應(yīng)是4總0

7、水f冰是放總TOC o 1-5 h z熱，AV,環(huán)對(duì)3、證明下列關(guān)系(1)證明：因?yàn)?S)所以則由麥克斯威關(guān)系知代入上式得4、用熱力學(xué)原理證明在100C，202.65KPa時(shí)水比水蒸氣穩(wěn)定。證明：所謂水比水蒸氣穩(wěn)定，就是在此條件下，水蒸氣能自動(dòng)凝結(jié)成水。故這是一個(gè)恒溫恒壓下相變過(guò)程的方向問(wèn)題，要判別此方向可用吉氏函數(shù)判據(jù)。為此設(shè)計(jì)以下恒溫H2O(l，202.65kPa)H2O(g，202.65kPa=p1)3H2O(g,101.325kPa=p2)循環(huán)：1HO(l,101.325kPa)22由熱力學(xué)基本方程dG=-SdT+VdP,在恒溫下，有dG=VdP,則G/dP，將其用于以上循環(huán)，有:GG

8、GG123P2V(1)dP0P1V(g)dPP1P2P1VgVldPP2(g)V(/)p12因?yàn)閂(g)V(1),PP2，G0，故在100OC,202.65KPa時(shí)，水不會(huì)自動(dòng)氣化，而只可能是水蒸氣自動(dòng)凝結(jié)，即水比水蒸氣穩(wěn)定。5、已知在25C與100kPa下，反應(yīng)的反應(yīng)熱Q=92.30KJ，所以此反應(yīng)的S=Q/T=92.30/29.2=310JK-i,因S0,所以此反應(yīng)在25C時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。請(qǐng)指出上列敘述及結(jié)論中的錯(cuò)誤。三、計(jì)算題1、2mol雙原子理想氣體從始態(tài)300K,50dm3,先恒容加熱至400K,再恒壓加熱至體積增大到100dm3，求整個(gè)過(guò)程的QN3禍及占E。解：先求出末態(tài)的溫度UnC

9、(TT)2竺,800H300)20.79KJV,m2122、鐵制鑄件質(zhì)量為75g，溫度為700K，浸入293K的300g油中。已知鐵制鑄件的質(zhì)量熱容Cp=0.502JK-ig-i,油的質(zhì)量熱容Cp=2.51JK-ig-i,設(shè)無(wú)熱量傳給環(huán)境，求鑄件、油及整個(gè)隔離系統(tǒng)的熵變。解：75x0.502x(700-T)=300 x2.51x(T-293);T=312.4(K)S(鑄件)=75x0.502xln312.4/700=-30.38(JK1)S(油)=300 x2.51xln312.4/293=48.28(JK-1)S(隔離)=-30.38+48.28=17.9(JK-1)3、100C的恒溫槽中有

10、一帶有活塞的導(dǎo)熱圓筒，筒中為2molN2(g)及裝于小玻璃瓶中的3molH2O(1)。環(huán)境的壓力即系統(tǒng)的壓力維持120kPa不變。今將小玻璃瓶打碎，液態(tài)水蒸發(fā)至平衡態(tài)。求過(guò)程的2貶上?7,占丹，Ay站及g。已知：水在100C時(shí)的飽和蒸氣壓為101.325Kpa,在此條件下水的摩爾蒸發(fā)焙占哪施=40.&用kJ.mc4。解：將氣相看作理想氣體。系統(tǒng)終態(tài)H2O（g）的摩爾分?jǐn)?shù)為3/5=0.6，因此H2O（g）的分壓為p（H2O?g）=y（H2O,g）p=0.6x120=72kPaQ#=AH=百=3x40.668=122.004kJ0=絲_旳（日20）去In三型Q_旳（nJ莊血芒$（%）Tl（h2o）

11、刃（nJ122.004xl05十3/iln373.1572一-一-2RkL101.3254S120=350.71T-K-1AU=AH-pA=122.004x10-px5RT_2RT=122.004x10-3x373.157?=112.697kJW=AU-Q=W2.697-22.00A=-9.301AG=AH-A（S）=AjV-7（）=122.004xl03-373.15x350.71=-8.864kJAA=AU-A（TS）=A112.697x10s-373.15x350.71=-18.170kJ4、lmol單原子理想氣體，始態(tài)為273K，P，分別經(jīng)下列可逆變化：（A）恒壓下體積加倍（B）絕熱可

12、逆膨脹至壓力減少一半。試計(jì)算上述各過(guò)程的Q、W、U、H、S、A、與G.（已知273K，P下該氣體的摩爾熵為100-imol-i)。解：1、恒壓下體積加倍pnRT，當(dāng)V2V時(shí)，T2TV2i2i3UnC(TT)imol(酸.314Jnol)(273K)3405JV,m2i2Wp/p(2VV)pVnRT(imol)(8.314Jnol)(273K)iiiii2270JQUW5675JHC(TT)p2i(imol)(5.8.314Jnol)(273K)或HQ5674J2p5674JT5SCln=(imol)(8.3i4J丞nol)ln214.41JBKpT2iSSS(imol)(i00JKimoli)i4.4iJKiii4.4JKi2iGH(TS)H(TSTS)22ii5674J2(273K)(114.4JC)(273K)(iOOJC)2.949B104JAU(TS)U(TSTS)22113405J2(273K)(114.4J)(273K)H(100J).176B104J2、絕熱可逆膨脹至壓力減少一半Q0piTpi*TpT紅)(-2)pT21C(52)R1.667TOC o 1-5 h zC32RV,m221-.667(-2)