热力学第二定律补充练习题

第二章第二章 热力学第二定律补充练习题热力学第二定律补充练习题 一 一 填空题 填空题 1 1mol 理想气体在温度理想气体在温度 T 下从下从 10 dm 3做恒温可逆膨胀 做恒温可逆膨胀 若其熵变为若其熵变为 5 76 J K 1 则其终态的体积为 则其终态的体积为 2 1mol 理想气体在理想气体在 298K 和和 101 325 kPa 下做恒温可下做恒温可 逆压缩 若过程的逆压缩 若过程的 G 为为 5966J 则其末态压力为 则其末态压力为 3 对于无相变 无化变 只做体积功的封闭系统 对于无相变 无化变 只做体积功的封闭系统 的值的值 填 大于零 小于零或等于零 填 大于零 小于零或等于零 T p G 4 1mol 范德华气体在等温下从体积范德华气体在等温下从体积 V1膨胀到体积膨胀到体积 V2的的 S 5 298K 下 将两种理想气体分别取下 将两种理想气体分别取 1mol 进行恒温进行恒温 恒压的混合 则混合前后热力学性质的变化情况为 恒压的混合 则混合前后热力学性质的变化情况为 U 0 S 0 G 或或 或或 或或 或或 或或 6 mol bV bV R 1 2 ln 7 639 6 J 8 H kJS J K 1 T KT K A CD B A B C D 9 12 17 71 40 60 kJ mol 1 二 二 选择题 选择题 1 隔离系统内发生的可逆变化过程 隔离系统内发生的可逆变化过程 A S 0 S 环环 0B S 0 S 环环 0 C S 0 S 环环 0D S 0 S 环环 0 2 实际气体经一不可逆循环 实际气体经一不可逆循环 A S 0 U 0 B S 0 U 0 C S 0 U 0 D S 0 U 0 3 理想气体绝热向真空膨胀时 理想气体绝热向真空膨胀时 A U 0 S 0 G 0B U 0 S 0 G 0 C U 0 S 0 G 恒 V 0 G AB G AC G 514 2 kJ mol 1D A00 且 且 S 0B H 0 且 且 S 0 C H0D H 0 且 且 S 0 10 下列说法中 哪一种是不正确的 下列说法中 哪一种是不正确的 A 隔离物系中的熵永不减少 隔离物系中的熵永不减少 B 在绝热过程中物系的熵决不会减少 在绝热过程中物系的熵决不会减少 C 物系处于平衡态时熵值最大 物系处于平衡态时熵值最大 D 任何热力学过程不可能出现 任何热力学过程不可能出现 S 总总0 B S0 D U 0 B S 环环 0 C S 系系 0 D S 环环 0 G 0 C S 0 G 0 G 0 选择题答案 选择题答案 1 A 2 C3 D 4 A 5 B6 C 7 C 8 C 9 C 10 C 11 D 12 B 13 A 14 B 15 C 三 讨论习题 三 讨论习题 1 1mol 理想气体连续经历下列过程 理想气体连续经历下列过程 1 由 由 100kPa 25 等容加热到等容加热到 100 2 绝热向真空膨胀至体到增大一倍 绝热向真空膨胀至体到增大一倍 3 恒压冷却到温度为 恒压冷却到温度为 25 求总过程的求总过程的 Q W U H S A G 解 三个过程用框图表示如下 解 三个过程用框图表示如下 1 是恒容过程 所以 是恒容过程 所以 kPa16 125100 15 298 15 373 1 1 2 2 2 1 2 1 KPap T T p T T p p 2 理想气体向真空膨胀温度不变 所以 理想气体向真空膨胀温度不变 所以 kPa58 62 2 1 1 2 3 22 32322 V V p V Vp pVpVp 3 恒压过程 恒压过程 T1 298 15K p1 100kPa V1 T4 298 15K P4 P3 V4 T2 373 15K P2 V2 V1 T3 373 15K P3 V3 2 V1 kPa58 62 34 pp 0 14 HUTT JJKKJ P P nRS90 3 90 3 100 58 62 ln34 8 1ln 11 1 4 JJSTSTUA116290 3 15 298 JASTHG1162 321 WWWW 0 0 34343321 TTnRVVPWWW JJTTnRWW55 623 115 37315 298 314 8 1 343 JWWUQ55 623 2 在 在 90 101 325kPa 下 下 1mol 过饱和水蒸汽凝结为同过饱和水蒸汽凝结为同 温同压下的水 求此过程的温同压下的水 求此过程的 Q W U H S A 及及 G 已知水的 已知水的 11 31 73 KmolJlC mP 水在正常沸点的摩尔蒸 水在正常沸点的摩尔蒸 112 KmolJ K 10107 0 30 TgC mP 发热为发热为 40 60kJ mol 1 解 设计过程如下 解 设计过程如下 H S 1H 1S 3H 1mol H2O g 101 325kPa T1 90 1mol H2O l 101 325kPa T1 90 3S 2H 2S 2 1 5 337 1007 1 0 301 373 363 2 1 T T mP JJKTdKTdTgnCH kJkJvapHnH m 60 40 60 40 1 2 1 2 1 753 373363 3 751 21 3 T T mPmP JJTTnCdTlnCH kJkJHHHHQ02 4110 1 75360 4010 5 337 33 321 2 1 11 373 363 3 1 92 0 1007 1 0 30 T T mP KJKJKTd KT KT dT T gnC S 11 3 22 85 108 373 1060 40 KJKJTHS 1 2 11 2 1 3 05 2 373 363 ln31 751ln T T mP mP KJKJ T T CndT T lnC S 1 321 98 109 KJSSSS kJJJnRTPVVVPW ggl 019 3 3017363314 8 1 环 kJSTUA90 77 kJSTHG09 1 3 25 p0时 金刚石与石墨的标准熵分别为时 金刚石与石墨的标准熵分别为 2 38J mol 1mol H2O g 101 325kPa T2 100 1mol H2O l 101 325kPa T2 100 kJkJWQU00 38019 302 41 1 K 1 和和 5 74 J mol 1 K 1 标准摩尔燃烧焓分别为 标准摩尔燃烧焓分别为 395 41J mol 1和和 393 51J mol 1 密度分别为 密度分别为 3 513g cm 3和和 2 260g cm 3 1 求 求 25 p0下石墨转变为金刚石的下石墨转变为金刚石的 G 2 在这种情况下 哪一种晶型比较稳定 在这种情况下 哪一种晶型比较稳定 3 增加压力能否使原来不稳定的晶型成为稳定的晶型 增加压力能否使原来不稳定的晶型成为稳定的晶型 如果可能 所需的压力是多少 假设密度不随压力而变 如果可能 所需的压力是多少 假设密度不随压力而变 解 解 1 25 p0下下 1mol 石墨转变为金刚石时 石墨转变为金刚石时 H 11 Cm 金刚石石墨 mCmr HmolHmolH 1 393 51 395 41 kJ 1 90kJ 11 00 石墨金刚石 mmmr SSmolSmolS 1 2 38 5 74 J K 1 3 36J K 1 G H T S 1 90 103 298 3 36 J 2901J 2 25 p0下下0 表示石墨不可能转变成金刚石 即 表示石墨不可能转变成金刚石 即 G 石墨是稳定的 石墨是稳定的 3 由于金刚石的密度大于石墨的密度 增加压力可能会 由于金刚石的密度大于石墨的密度 增加压力可能会 使石墨转变成金刚石使石墨转变成金刚石 设设 25 压力为 压力为 p 时能使石墨转变成金刚石 则时能使石墨转变成金刚石 则0 G G C 石墨 25 p C 金刚石 25 p 1G 2G G p