熱力學(xué)第二定律自我測(cè)試題

1、第三章 熱力學(xué)第二定律練習(xí)題  一、判斷題（說(shuō)法正確否）：1自然界發(fā)生的過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。2不可逆過(guò)程一定是自發(fā)過(guò)程。3熵增加的過(guò)程一定是自發(fā)過(guò)程。4絕熱可逆過(guò)程的S = 0，絕熱不可逆膨脹過(guò)程的S > 0，絕熱不可逆壓縮過(guò)程的S < 0。5為了計(jì)算絕熱不可逆過(guò)程的熵變，可以在始末態(tài)之間設(shè)計(jì)一條絕熱可逆途徑來(lái)計(jì)算。6由于系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)過(guò)程后回到始態(tài)，S = 0，所以一定是一個(gè)可逆循環(huán)過(guò)程。7平衡態(tài)熵最大。8在任意一可逆過(guò)程中S = 0，不可逆過(guò)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(guò)程的熵變

2、S > 0。11相變過(guò)程的熵變可由 S = H/T 計(jì)算。12當(dāng)系統(tǒng)向環(huán)境傳熱時(shí)(Q < 0)，系統(tǒng)的熵一定減少。13一切物質(zhì)蒸發(fā)時(shí)，摩爾熵都增大。14冰在0，p下轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水，其熵變 S = H/T >0，所以該過(guò)程為自發(fā)過(guò)程。15自發(fā)過(guò)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(guò)程一定是自發(fā)過(guò)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(guò)可逆途徑時(shí)做的功最多。19過(guò)冷水結(jié)冰的過(guò)程是在恒溫、恒壓、不做其他功的條件下進(jìn)行的，由基本方程可得G = 0。20理想氣體等溫自由膨脹時(shí)，對(duì)環(huán)境沒(méi)有做功，所以 -pdV =

3、 0，此過(guò)程溫度不變，U = 0，代入熱力學(xué)基本方程dU = TdS - pdV，因而可得dS = 0，為恒熵過(guò)程。二、單選題：1S = H/T適合于下列過(guò)程中的哪一個(gè)？(A)  恒壓過(guò)程 ；     (B) 絕熱過(guò)程 ；     (C) 恒溫過(guò)程 ； (D) 可逆相變過(guò)程 。2可逆熱機(jī)的效率最高，因此由可逆熱機(jī)帶動(dòng)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對(duì)于克勞修斯不等式 dS Q/T環(huán)，判

4、斷不正確的是：(A)  dS =Q/T環(huán)必為可逆過(guò)程或處于平衡狀態(tài)；(B)  dS Q/T環(huán)必為不可逆過(guò)程 ；(C)  dS Q/T環(huán)必為自發(fā)過(guò)程 ；(D) dS Q/T環(huán)違反卡諾定理和第二定律，過(guò)程不可能自發(fā)發(fā)生。4下列計(jì)算熵變公式中，哪個(gè)是錯(cuò)誤的：(A)  水在25、p下蒸發(fā)為水蒸氣：S = (H - G)/T ；(B)  任意可逆過(guò)程： dS = (Q/dT)r ；(C)  環(huán)境的熵變：S = - Q體/T ； (D)  在等溫等壓下，可逆電池反應(yīng)：S = H/T 。5

5、當(dāng)理想氣體在等溫(500K)下進(jìn)行膨脹時(shí)，求得體系的熵變S = l0 J·K-1，若該變化中所做的功僅為相同終態(tài)最大功的1/10，該變化中從熱源吸熱多少？(A)  5000 J ；    (B) 500 J ；     (C) 50 J ；    (D) 100 J 。61mol雙原子理想氣體的(H/T)v是：(A)  1.5R ；       (B) 2.5R ；  

6、0; (C) 3.5R ；       (D) 2R 。7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 ；(C)  S(體) > 0，S(環(huán)) = 0 ；    (D) S(體) > 0，S(環(huán)) < 0 。8一理想氣體與溫度為T的熱源接觸，分

7、別做等溫可逆膨脹和等溫不可逆膨脹到達(dá)同一終態(tài)，已知 Vr =2 Wir ，下列式子中不正確的是：(A)  Sr > Sir ；     (B) Sr = Sir  ；     (C)  Sr = 2Qir/T；(D) S (等溫可逆)= S體 + S環(huán)=0，S(不等溫可逆)= S體 + S環(huán)>0。 9計(jì)算熵變的公式 S = (dU + pdV)/T 適用于下列： (A) 理想氣體的簡(jiǎn)單狀態(tài)變化 ；   (B) &#

8、160;無(wú)體積功的封閉體系的簡(jiǎn)單狀態(tài)變化過(guò)程 ；(C)   理想氣體的任意變化過(guò)程 ；   (D)   封閉體系的任意變化過(guò)程 ；10實(shí)際氣體CO2經(jīng)節(jié)流膨脹后，溫度下降，那么：(A)    S(體) > 0，S(環(huán)) > 0 ；  (B)    S(體) < 0，S(環(huán)) > 0 (C)    S(體) > 0，S(環(huán)) = 0 ； &

9、#160;(D) S(體) < 0，S(環(huán)) = 0 。11如圖，可表示理想氣體卡諾循環(huán)的示意圖是：(A)  圖 ；   (B) 圖 ；    (C) 圖 ；     (D) 圖 。12某體系等壓過(guò)程AB的焓變H與溫度T無(wú)關(guān)，則該過(guò)程的： (A)  U與溫度無(wú)關(guān) ；        (B) S與溫度無(wú)關(guān) ；(C)  F與溫度無(wú)關(guān) ；   

10、60;    (D) G與溫度無(wú)關(guān) 。13等溫下，一個(gè)反應(yīng)aA + bB = dD + eE的 rCp = 0，那么： (A)  H與T無(wú)關(guān)，S與T無(wú)關(guān)，G與T無(wú)關(guān) ；(B)  H與T無(wú)關(guān)，S與T無(wú)關(guān)，G與T有關(guān) ；(C)  H與T無(wú)關(guān)，S與T有關(guān)，G與T有關(guān) ；(D)  H與T無(wú)關(guān)，S與T有關(guān)，G與T無(wú)關(guān) 。14下列過(guò)程中S為負(fù)值的是哪一個(gè)：(A)    液態(tài)溴蒸發(fā)成氣態(tài)溴 ；       (B)   &

11、#160; SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H2O(l) ；(C)    電解水生成H2和O2 ；     (D) 公路上撤鹽使冰融化 。15熵是混亂度(熱力學(xué)微觀狀態(tài)數(shù)或熱力學(xué)幾率)的量度，下列結(jié)論中不正確的是：(A)  同一種物質(zhì)的 S(g)>S(l)>S(s) ；(B)  同種物質(zhì)溫度越高熵值越大 ；(C)  分子內(nèi)含原子數(shù)越多熵值越大 ；(D)  0K時(shí)任何純物質(zhì)的熵值都等于零 。16有一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，在低溫下可自發(fā)進(jìn)行，隨

12、溫度的升高，自發(fā)傾向降低，這反應(yīng)是：(A)  S > 0，H > 0 ；          (B) S > 0，H < 0 ；(C)  S < 0，H > 0 ；          (D) S < 0，H < 0 。 17G = A的過(guò)程是：(A)  H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p) ； (B)  N

13、2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa) ；(C)  等溫等壓下，N2(g) + 3H2(g) NH3(g) ；(D)  Ar(g,T,p) Ar(g,T+100,p) 。18等溫等壓下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其方向由rHm和rSm共同決定，自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)應(yīng)滿足下列哪個(gè)關(guān)系式：(A)  rSm = rHm/T ；         (B) rSm > rHm/T ；    (C)  rSm rHm/T ； 

14、60;      (D) rSm rHm/T 。19實(shí)際氣體節(jié)流膨脹后，其熵變?yōu)椋?A) S = nRln(V2/V1) ； (B) S = (V/T)dp ；(C) S = (Cp/T)dT； (D) S = (Cv/T)dT 。20一個(gè)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(guò)程熱力學(xué)量變化：(A)   Q < 0，W > 0，S > 0，G < 0 ；     (B) Q < 0，W < 0，S <

15、; 0，G < 0 ；(C)  Q > 0，W > 0，S = 0，G = 0 ；     (D) Q < 0，W > 0，S = 0，G = 0 。21下列過(guò)程滿足S > 0, Q /T環(huán) =0 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；      

16、;   (D)     絕熱條件下化學(xué)反應(yīng) 。22吉布斯自由能的含義應(yīng)該是：(A)  是體系能對(duì)外做非體積功的能量 ；(B)  是在可逆條件下體系能對(duì)外做非體積功的能量 ；(C)  是恒溫恒壓可逆條件下體系能對(duì)外做非體積功的能量 ；(D)  按定義理解 G = H - TS 。23在 -10、101.325kPa下，1mol水凝結(jié)成冰的過(guò)程中，下列哪個(gè)公式可以適用：(A) U = TS；   （B） S = (H - G)/T； (C) H = TS +

17、Vp；   (D) GT,p = 0。24對(duì)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)  A > U ；   (B) A < U ；  (C) G < U ；    (D) H < A 。25熱力學(xué)基本方程 dG = -SdT + Vdp，可適應(yīng)用下列哪個(gè)過(guò)程：(A)     298K、標(biāo)準(zhǔn)壓力下，水氣化成蒸汽 ；   (B)   

18、  理想氣體向真空膨脹 ；(C)     電解水制取氫氣 ；           (D) N2 + 3H2=2NH3未達(dá)到平衡 。三、填空1在一定速度下發(fā)生變化的孤立體系，其總熵的變化是 。2373.2K、101325Pa的水，使其與大熱源接觸，向真空蒸發(fā)成為373.2K、101325Pa下的水氣，對(duì)這一個(gè)過(guò)程，應(yīng)選用哪一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)的變化作為過(guò)程方向的判據(jù) 。3等容等熵條件下，過(guò)程自發(fā)進(jìn)行時(shí)，F(xiàn)應(yīng) 。425時(shí)，將1

19、1.2升O2與11.2升N2混合成11.2升的混合氣體，該過(guò)程S、G分別為 。52mol理想氣體B，在300K時(shí)等溫膨脹，W = 0時(shí)體積增加一倍，則其 S(J·K-1)為： 。計(jì)算與證明1、卡諾熱機(jī)在T1=900K的高溫?zé)嵩春蚑2=300K的低溫?zé)嵩撮g工作。求：（1）熱機(jī)效率；（2）當(dāng)向低溫?zé)嵩捶艧酫2=100kJ時(shí)，系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰酫1及對(duì)環(huán)境所作的功W。2、高溫?zé)嵩礈囟萒1=600K，低溫?zé)嵩礈囟萒2=300K。今有120kJ的熱直接從高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩?，求此過(guò)程的S。3、不同的熱機(jī)工作于T1=600K的高溫?zé)嵩醇癟2=300K的低溫?zé)嵩粗g。求下列三種情況下，當(dāng)熱機(jī)從高溫

20、熱源吸熱Q1=300kJ時(shí)，兩熱源的總熵變S。（1）可逆熱機(jī)效率=0.5；（2）不可逆熱機(jī)效率=0.45；（3）不可逆熱機(jī)效率=0.4。4、已知水的比定壓熱容cp=4.184J·g-1·K-1。今有1kg，10的水經(jīng)下述三種不同過(guò)程加熱成100的水，求各過(guò)程的 ， 及 。（1）系統(tǒng)與100熱源接觸；（2）系統(tǒng)先與55熱源接觸至熱平衡，再與100熱源接觸；（3）系統(tǒng)先后與40，70的熱源接觸至熱平衡，再與100熱源接觸。5、已知氮（N2，g）的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系為J·mol-1·K-1將始態(tài)為300K，100kPa下1mol的N2（g）置于100

21、0K的熱源中，求下列二過(guò)程（1）經(jīng)恒壓過(guò)程；（2）經(jīng)恒容過(guò)程達(dá)到平衡態(tài)時(shí)的Q，S及 。6、始態(tài)為T1=300K，p1=200kPa的某雙原子理想氣體1mol，經(jīng)下列不同途徑變化到T2=300K，p2=100kPa的末態(tài)。求各步驟及途徑的Q，S。（1）恒溫可逆膨脹；（2）先恒容冷卻至使壓力降至100kPa，再恒壓加熱至T2。（3）先絕熱可逆膨脹到使壓力降至100kPa，再恒壓加熱至T2。7、1mol理想氣體在T=300K下，從始態(tài)100kPa經(jīng)下列各過(guò)程，求Q，S及 。（1）可逆膨脹到末態(tài)壓力50kPa；（2）反抗恒定外壓50kPa不可逆膨脹至平衡態(tài)；（3）向真空自由膨脹至原體積的2倍。8、2m

22、ol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Q，W，U，H及S。9、4mol單原子理想氣體從始態(tài)750K，150kPa，先恒容冷卻使壓力降至50kPa，再恒溫可逆壓縮至100kPa。求整個(gè)過(guò)程的Q，W，U，H及S。10、3mol雙原子理想氣體從始態(tài)100K，75dm3，先恒溫可逆壓縮使體積縮小至50dm3，再恒壓加熱至100dm3。求整個(gè)過(guò)程的Q，W，U，H及S。11、5mol單原子理想氣體從始態(tài)300K，50kPa，先絕熱可逆壓縮至100kPa，再恒壓冷卻使體積縮小至85dm3，求整個(gè)過(guò)程的Q，W，U，H及S。12、始態(tài)

23、300K，1MPa的單原子理想氣體2mol，反抗0.2MPa的恒定外壓絕熱不可逆膨脹至平衡態(tài)。求過(guò)程的W，U，H及S。答：W=U=2.395kJ；H=3.991kJ；S=10.73J·K-113、組成為y(B)=0.6的單原子氣體A與雙原子氣體B的理想氣體混合物共10mol，從始態(tài)T1=300K，p1=50kPa，絕熱可逆壓縮至p2=50kPa的平衡態(tài)。求過(guò)程的W，U，H，S(A)，S(B)。14、常壓下將100g，27的水與200g，72的水在絕熱容器中混合，求最終水溫t及過(guò)程的熵變S。已知水的比定壓熱容Cp=4.184J·g-1·K-1。15、甲醇（CH3OH）在101.325kPa下的沸點(diǎn)（正常沸點(diǎn)）為64.65，在此條件下的摩爾蒸發(fā)焓 =35.32 kJ·mol-1。求在上述溫度、壓力條件下，1kg液態(tài)甲醇全部成為甲醇蒸氣時(shí)的Q，W，U，H，S。16、將裝有0.1mol乙醚(C2H5)2O（1）的小玻璃瓶放入容積為10dm3的恒容密閉的真