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1、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as = o,绝热不可逆膨胀过程的as 0,绝热不可逆压缩过程的as 0。9 .理想气体经等温膨胀后，由于AU = 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AS 0。11. 相变过程的熵变可由AS = AH/T计算。12. 当系统向环境传热时(Q 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
2、布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。18. 系统由V膨胀到V,其中经过可逆途径时做的功最多。1219. 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-pdV = 0,此过程温度 不变，AU = 0,代入热力学基本方程dU = TdS - pdV,因而可得dS = 0,为恒 熵过程。二、单选题：1. AS = AH/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
3、快 ；(B) 跑的最慢 ；(C) 夏天跑的快 ；(D) 冬天跑的快 。3对于克劳修斯不等式dS 6 Q/T，判断不正确的是：环(A) dS =6 Q/T 必为可逆过程或处于平衡状态；环(B) dS 6 Q/T必为不可逆过程；环(C) dS 6 Q/T 必为自发过程 ；环(D) dS V6 Q/T违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。环4. 下列计算熵变公式中，哪个是错误的：(A) 水在25C、p 下蒸发为水蒸气：AS = (AH - AG)/T ；(B) 任意可逆过程：dS =(6 Q/dT)r ；(C) 环境的熵变： AS = - Q /T ；体(D) 在等温等压下，可逆电池反应： A
4、S = AH/T 。5. 当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变AS = 10 JK-i, 若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的 1/10，该变化中从热源吸热多少？(A) 5000 J ；(B) 500 J ；(C) 50 J ；(D) 100 J 。6. imol双原子理想气体的(dH/dT)v是：(A) 1.5R ；(B) 2.5R ；(C) 3.5R ；(D) 2R 。7. 理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：(A)AS(体) 0,AS(环) 0 ；(B)AS(体) 0,AS(环) 0,AS(环)二 0 ；(D)AS(体) 0,AS(环)
5、 AS ；(B) AS = AS；(C) AS = 2Qir/T；rirrirr(D) AS(等温可逆)二AS+AS=0,AS(不等温可逆)二AS+AS0。体环体环9计算熵变的公式AS = j (dU + pdV)/T适用于下列：(A) 理想气体的简单状态变化 ； (B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过 程 ； (C) 理想气体的任意变化过程 ； (D) 封闭体系的任意变化过程 ；10. 实际气体CO经节流膨胀后，温度下降，那么：2(A)AS(体)0,AS(环) 0 ；(B)AS(体) 0(C)AS(体)0,AS(环)二 0 ；(D)AS(体)S(l)S(s) ； (B) 同种物质温度越高
6、熵值越大 ；(C) 分子内含原子数越多熵值越大 ；(D) 0K 时任何纯物质的熵值都等于零 。16. 有一个化学反应,在低温下可自发进行,随温度的升高,自发倾向降低,这 反应是：(A)AS0,AH 0 ；(B)AS 0,AH 0 ；(C)AS 0 ；(D)AS 0,AH A H/T ；r m r m r m r m(C) A S 三 A H/T ；(D) A S W A H/T 。r m r m r m r m19. 实际气体节流膨胀后，其熵变为：(A) AS = nRln(V/V) ；(B) AS = / (V/T)dp ；21(C) AS = / (Cp/T)dT；(D) AS = (Cv
7、/T)dT 。20. 一个已充电的蓄电池以 1.8 V 输出电压放电后，用 2.2 V 电压充 电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：(A) Q0，AS0，AG0；(B) Q0，W 0，AS0，AG0，W 0，AS=0，AG=0；(D) Q0，AS=0，AG=0。21. 下列过程满足AS 0, Q /T =0的是：环(A) 恒温恒压(273 K， 101325 Pa) 下， 1mol 的冰在空气升华为水蒸气(B) 氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀 ；(C) 理想气体自由膨胀；(D) 绝热条件下化学反应 。22. 吉布斯自由能的含义应该是：(A) 是体系能对外做非体积功的能量 ；(B) 是在可
8、逆条件下体系能对外做非体积功的能量 ；(C) 是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量 ；(D) 按定义理解 G = H - TS 。23. 在-10C、101.325kPa下，lmol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可 以适用：(A) AU = TAS；(B) AS = (AH - AG)/T；(C) AH = TAS + VAp；(D) AG = 0。T,p24. 对于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：(A) A U ；(B) A U ；(C) G U ；(D) H A 。25. 热力学基本方程dG = -SdT + Vdp，可适应用下列哪个过程：(A)298K
9、、标准压力下，水气化成蒸汽；(B)理想气体向真空膨胀 ；(C)电解水制取氢气 ；(D)N + 3H=2NH 未达到平衡 。223三、填空1.在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是2. 373.2K、 101325Pa 的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为 373.2K、101325Pa 下的水气，对这一个过程，应选用哪一个热力学函数的变化作为过 程方向的判据。3. 等容等熵条件下，过程自发进行时，AF应。4. 25C时，将11.2升O与11.2升N混合成11.2升的混合气体，该过程AS、22AG分别为。5. 2mol理想气体B,在300K时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，则其AS(J
10、K-1)为：。计算与证明1、卡诺热机在T=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作。求：(1)热 机效率n ；(2)当向低温热源放热一Q2=100kJ时，系统从高温热源吸热Q及对环境所作 的功一W。答：(1) 0.6667；(2) Q1=300kJ,W=200kJ2、高温热源温度T=600K,低温热源温度T2=300K。今有120kJ的热直接从高 温热源传给低温热源，求此过程的AS。答：200 J K-13、不同的热机工作于T=600K的高温热源及T2=300K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Q=300kJ时，两热源的总熵变AS。(1) 可逆热机效率n =0.
11、5；(2) 不可逆热机效率n =0.45；(3) 不可逆热机效率n =0.4。答：(1) 0； (2) 50J K-1； (3) 100J K-14、已知水的比定压热容cp=4.184Jg-1K-1。今有1kg, 10C的水经下述三种不 同过程加热成100C的水，求各过程的ASsys，ASamb及ASiso。(1) 系统与100C热源接触；(2) 系统先与55C热源接触至热平衡，再与100C热源接触；(3) 系统先后与40C，70C的热源接触至热平衡，再与100C热源接触。答：(1) ASsys=1155J KJ, ASamb = -1009J KJ, ASiso =146J K-1；(2) ASsys =1155JK-1, ASamb=-1096J .K-1, AL
