第三章 熱力學(xué)第二定律

1、第三章 熱力學(xué)第二定律一、選擇題1.理想氣體與溫度為T 的大熱源接觸，做等溫膨脹吸熱Q，而所做的功是變到相同終態(tài)最大功的20%，則體系的熵變?yōu)?（ ） A.S = 5Q /T B.S = Q /TCS= Q/5T D.S =T/Q A2.下列過程哪一種是等熵過程 （ ） A. 1mol 某液體在正常沸點(diǎn)下發(fā)生相變 B. 1mol 氫氣經(jīng)一恒溫可逆過程C. 1mol 氮?dú)饨?jīng)一絕熱可逆膨脹或壓縮過程 D. 1mol 氧氣經(jīng)一恒溫不可逆過程 C3.dG = SdT+Vdp 適用的條件是（ ） A.只做膨脹功的單組分,單相體系 B. 理想氣體C. 定溫、定壓 D. 封閉體系 A4熵變S 是 (1) 不

2、可逆過程熱溫商之和 (2) 可逆過程熱溫商之和(3) 與過程無關(guān)的狀態(tài)函數(shù) (4) 與過程有關(guān)的狀態(tài)函數(shù)以上正確的是：（ ） A.1,2 B. 2,3 C. 2 D.4 C5體系經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后（ ） 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 C環(huán)境內(nèi)能減少 C6理想氣體在絕熱可逆膨脹中，對(duì)體系的H 和S 下列表示正確的是（ ） A. H > 0, S > 0 B. H = 0, S = 0 C. H < 0, S = 0 D.H < 0, S < 0 B7.非理想氣體絕熱可逆壓縮過程的S（ ） A.=0 B.>0 C.<0

3、D.不能確定 A8.一定條件下，一定量的純鐵與碳鋼相比，其熵值是（ ） A.S（純鐵）>S（碳鋼） B.S（純鐵）<S（碳鋼）C.S（純鐵）=S（碳鋼） D.不能確定 B9. n mol 某理想氣體在恒容下由T1加熱到T2 ，其熵變?yōu)镾1，相同量的該氣體在恒壓下由T1 加熱到T2，其熵變?yōu)镾2 ,則S1 與S2 的關(guān)系 （ ） A. S1 >S2 B. S1 = S2 C. S1 < S2 D. S1 = S2 = 0 C10.理想氣體絕熱向真空膨脹，則：（ ） A.S = 0， W = 0 B.H = 0，U = 0C.G = 0，H = 0 D.U = 0，G =

4、0 B11.系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后：（ ） A.系統(tǒng)的熵增加 B.系統(tǒng)吸熱大于對(duì)外作的功C.環(huán)境的熵一定增加 D.環(huán)境的內(nèi)能減少 C12.下列四種表述：(1) 等溫等壓下的可逆相變過程中，系統(tǒng)的熵變S =H 相變/T 相變(2) 系統(tǒng)經(jīng)歷一自發(fā)過程總有dS > 0(3) 自發(fā)過程的方向就是混亂度增加的方向(4) 在絕熱可逆過程中，系統(tǒng)的熵變?yōu)榱銉烧叨疾徽_者為： （ ） A.(1)、(2) B.(3)、(4) C.(2)、(3) D.(1)、(4) C13.理想氣體經(jīng)可逆與不可逆兩種絕熱過程：（ ） A.可以從同一始態(tài)出發(fā)達(dá)到同一終態(tài)B.不可以達(dá)到同一終態(tài)C.不能斷定A、B 中哪一種正

5、確D.可以達(dá)到同一終態(tài)，視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定 B14.恒溫恒壓條件下，某化學(xué)反應(yīng)若在電池中可逆進(jìn)行時(shí)吸熱，據(jù)此可以判斷下列熱力學(xué)量中何者一定大于零？ （ ） A.U B.H C.S D.G C15.在絕熱條件下，用大于氣筒內(nèi)的壓力，迅速推動(dòng)活塞壓縮氣體，此過程的熵變?yōu)椋海?） A.大于零 B.等于零 C.小于零 D.不能確定 A16.在絕熱恒容的反應(yīng)器中，H2 和Cl2 化合成HCl，此過程中下列各狀態(tài)函數(shù)的變化值哪個(gè)為零？（ ） A.rUm B.rHm C.rSm D.rGm A二、填空題1.標(biāo)準(zhǔn)壓力、273.15K 時(shí),水凝結(jié)為冰，可以判斷系統(tǒng)的下列熱力學(xué)量G= 。 （0）2在恒熵、

6、恒容、不做非膨脹功的封閉體系中，當(dāng)熱力學(xué)函數(shù) 到達(dá)最 值的狀態(tài)為平衡狀態(tài)。 （U，?。?.1mol 理想氣體向真空膨脹,若其體積增加到原來的10 倍,則系統(tǒng)、環(huán)境和孤立系統(tǒng)的熵變應(yīng)分別為： 、 、 （19.14 J/K, 0 , 19.14 J/K）4.1mol單原子理想氣體從p1V1T1等容冷卻到p2V1T2,則該過程的U 0，S 0，W 0（填>、<、=）。 （<、<、=）5.CO晶體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾殘余熵S= 。 （-5.76J/K·mol）6. 1 mol Ag(s) 在等容下由273.2K 加熱到303.2K, 已知在該溫度區(qū)間內(nèi)Ag(s) 的Cv,m/J

7、·K-1·mol-1=24.48,則其熵變?yōu)? 。 （2.531 J/K）7. 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度= 1mol 時(shí)，可能做的最大非膨脹功為： 。 （66 kJ）8. 范德華氣體絕熱向真空膨脹后，氣體的溫度將 。 （下降）9.單原子理想氣體的Cv,m =1.5R,溫度由T1 變到T2 時(shí)，等壓過程系統(tǒng)的熵變Sp 與等容過程熵變SV 之比是 。 （5：3）10.固體碘化銀(AgI)有和兩種晶型,這兩種晶型的平衡轉(zhuǎn)化溫度為419.7K,由型轉(zhuǎn)化為 型時(shí),轉(zhuǎn)化熱等于6462J·mol-1,由型轉(zhuǎn)化為型時(shí)的S 應(yīng)為： 。 （15.4J） 四、判斷題1. 自然界中存在溫度降低，但熵值

8、增加的過程。 正確2. 熵值不可能為負(fù)值。 正確3. 體系達(dá)平衡時(shí)熵值最大，吉布斯自由能最小。 不正確4. 不可逆過程的熵不會(huì)減少。 不正確5. 在絕熱體系中，發(fā)生一個(gè)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的不可逆過程，不論用什么方法，體系再也回不到原來的狀態(tài)了。 正確6可逆熱機(jī)的效率最高，在其他條件相同的情況下，由可逆熱機(jī)牽引火車，其速度將最慢。 正確7對(duì)于絕熱體系，可以用S0判斷過程的方向和限度。 不正確8第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制造出來的。 正確9. 把熱從低溫物體傳到高溫物體，不引起其它變化是可能的。 不正確10.在101.325kPa,385K 的水變?yōu)橥瑴叵碌乃魵?對(duì)該變化過程，S(系統(tǒng))+S（環(huán)境>

9、;0 正確四、計(jì)算題1. 卡諾熱機(jī)在的高溫?zé)嵩春偷牡蜏責(zé)嵩撮g工作。求（1） 熱機(jī)效率；（2） 當(dāng)向環(huán)境作功時(shí)，系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次盏臒峒跋虻蜏責(zé)嵩捶懦龅臒帷＝猓嚎ㄖZ熱機(jī)的效率為                     根據(jù)定義              2.卡諾

10、熱機(jī)在的高溫?zé)嵩春偷牡蜏責(zé)嵩撮g工作，求：（1） 熱機(jī)效率 ；（2）  當(dāng)從高溫?zé)嵩次鼰釙r(shí)，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作的功及向低溫?zé)嵩捶懦龅臒峤猓?1) 由卡諾循環(huán)的熱機(jī)效率得出    （2）  3. 不同的熱機(jī)中作于的高溫?zé)嵩醇暗牡蜏責(zé)嵩粗g。求下列三種情況下，當(dāng)熱機(jī)從高溫?zé)嵩次鼰釙r(shí)，兩熱源的總熵變。（1） 可逆熱機(jī)效率。（2） 不可逆熱機(jī)效率。（3） 不可逆熱機(jī)效率。解：設(shè)熱機(jī)向低溫?zé)嵩捶艧幔鶕?jù)熱機(jī)效率的定義        &

11、#160;        因此，上面三種過程的總熵變分別為。4. 已知水的比定壓熱容。今有1 kg，10的水經(jīng)下列三種不同過程加熱成100 °的水，求過程的。（1）系統(tǒng)與100的熱源接觸。（2）系統(tǒng)先與55的熱源接觸至熱平衡，再與100的熱源接觸。（3）系統(tǒng)先與40，70的熱源接觸至熱平衡，再與100的熱源接觸。解：熵為狀態(tài)函數(shù)，在三種情況下系統(tǒng)的熵變相同              &#

12、160;      在過程中系統(tǒng)所得到的熱為熱源所放出的熱，因此             5. 始態(tài)為，的某雙原子理想氣體1 mol，經(jīng)下列不同途徑變化到，的末態(tài)。求各步驟及途徑的。（1） 恒溫可逆膨脹；（2）先恒容冷卻至使壓力降至100 kPa，再恒壓加熱至；（3） 先絕熱可逆膨脹到使壓力降至100 kPa，再恒壓加熱至。解：（1）對(duì)理想氣體恒溫可逆膨脹，DU = 0，因此  

13、0;           （2）先計(jì)算恒容冷卻至使壓力降至100 kPa，系統(tǒng)的溫度T:                           （3）同理，先絕熱可逆膨脹到使壓力降至100 kPa時(shí)系統(tǒng)的溫度T:              根據(jù)理想氣體絕熱過程狀態(tài)方程，