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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S = 0，绝热不可逆膨胀过程的S 0，绝热不可逆压缩过程的S 0。9理想气体经等温膨胀后，由于U = 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S 0。11相变过程的熵变可由S = H/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，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。18系统
2、由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。19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，U = 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：1S = H/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
3、 dS Q/T环，判断不正确的是：(A) dS =Q/T环必为可逆过程或处于平衡状态；(B) dS Q/T环必为不可逆过程；(C) dS Q/T环必为自发过程；(D)dS Q/T环违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。4下列计算熵变公式中，哪个是错误的：(A) 水在25、p下蒸发为水蒸气：S = (H - G)/T；(B) 任意可逆过程： dS = (Q/dT)r；(C) 环境的熵变：S = - Q体/T；(D) 在等温等压下，可逆电池反应：S = H/T。5当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变S = l0 JK-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/10，该
4、变化中从热源吸热多少？(A) 5000 J ；(B) 500 J ； (C) 50 J ； (D) 100 J 。61mol双原子理想气体的(H/T)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)S(体) 0，S(环) 0 ；(B) S(体) 0，S(环) 0，S(环) = 0 ； (D) S(体) 0，S(环) Sir； (B) Sr = Sir；(C) Sr = 2Qir/T；(D)S (等温可逆)= S体+ S环=0，S(不等温可逆)=S体 + S环0。9计算熵变的公式S= (dU +
5、 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CO2经节流膨胀后，温度下降，那么：(A)S(体) 0，S(环) 0 ；(B)S(体) 0 (C)S(体) 0，S(环) = 0 ；(D) S(体) S(l)S(s)；(B) 同种物质温度越高熵值越大；(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) S 0，H 0 ；(B) S 0，H 0 ；(C) S 0 ；(
6、D) S 0，H rHm/T ；(C) rSmrHm/T；(D) rSmrHm/T。19实际气体节流膨胀后，其熵变为：(A) S = nRln(V2/V1) ； (B) S = (V/T)dp ；(C) S = (Cp/T)dT； (D)S = (Cv/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)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 。21下列过程满足S 0, Q /T环 =0的是：(A) 恒温恒压(273 K，1
7、01325 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-10、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：(A) U = TS；（B） S= (H - G)/T；(C) H = TS + Vp； (D) GT,p = 0。24对于封闭体系的热力学，下列各组
8、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、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) N2 + 3H2=2NH3未达到平衡。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。2373.2K、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，F应。425时，将11.2升O2
9、与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程S、G分别为。52mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其S(JK-1)为：。计算与证明1、卡诺热机在T1=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作。求：（1）热机效率；（2）当向低温热源放热Q2=100kJ时，系统从高温热源吸热Q1及对环境所作的功W。答：（1）0.6667；（2）Q1=300kJ,W=200kJ2、高温热源温度T1=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S。答：200 JK-13、不同的热机工作于T1=600K的高温热源及T2=3
10、00K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Q1=300kJ时，两热源的总熵变S。（1）可逆热机效率=0.5；（2）不可逆热机效率=0.45；（3）不可逆热机效率=0.4。答：（1）0；（2）50JK-1；（3）100JK-14、已知水的比定压热容cp=4.184Jg-1K-1。今有1kg，10的水经下述三种不同过程加热成100的水，求各过程的，及。（1）系统与100热源接触；（2）系统先与55热源接触至热平衡，再与100热源接触；（3）系统先后与40，70的热源接触至热平衡，再与100热源接触。答：（1）=1155JK-1，=1009JK-1，=146JK-1；（2）=115
11、5JK-1，=1096JK-1，=59JK-1；（3）=1155JK-1，=1103JK-1，=52JK-15、已知氮（N2，g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为Jmol-1K-1将始态为300K，100kPa下1mol的N2（g）置于1000K的热源中，求下列二过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的Q，S及。答：（1）Q=21.65kJ，S=36.82JK-1，=15.17JK-1；（2）Q=15.83kJ，S=26.81JK-1，=10.98JK-16、始态为T1=300K，p1=200kPa的某双原子理想气体1mol，经下列不同途径变化到T2=300K，p2=100kPa的末态。求各步骤及途径的Q，S。（1）恒温可逆膨胀；（2）先恒容冷却至使压力降至100kPa，再恒压加热至T2。
