热力学第二定律练习题ppt课件

.,一、判断题,1.熵增加的过程一定是自发过程。,2.绝热可逆过程的S=0，绝热不可逆膨胀过程的S0，绝热不可逆压缩过程S0。,24相变过程G=0。,25热力学第三定律是说固体在绝对零度时其熵为零。,26理想气体等温自由膨胀时，G=F=0。,27在100、p时，1mol水与100的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100、p的水蒸气，此过程的S=S(环)。,.,28系统经过不可逆循环后的熵变大于可逆循环的熵变。,29系统从始态到达终态经过不可逆过程后的熵变大于经过可逆过程的熵变。,30系统经吸热过程后的熵必然增加。,31系统经放热过程后的熵必然减少。,33理想气体绝热自由膨胀，由于系统与外界没有热量和功的交换，所以其熵变为0。,34熵变小于的过程不可能自发进行。,32系统经可逆放热过程后的熵必然减少。,35可逆绝热过程的熵变必然为。,36.满足的气体一定是理想气体。,.,二、简答题,下列说法对吗？为什么？(1)为了计算不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条可逆途径来计算。但绝热过程例外。(2)绝热可逆过程S=0，因此，熵达最大值。(3)体系经历一循环过程后，S=0，因此，该循环一定是可逆循环。(4)过冷水凝结成冰是一自发过程，因此，S0。(5)孤立系统达平衡态的标准是熵不再增加。,(6)吉布斯函数G减小的过程一定是自发过程。(7)在等温、等容、无其它功条件下，化学变化朝着亥姆霍兹函数F减少的方向进行。(8)根据dG=-SdTVdp，对任意等温、等压过程G=0。(9)只有等温等压条件下才有吉布斯函数G的变化值。,.,3.理想气体恒温可逆膨胀过程U=0,Q=W,说明理想气体从单一热源吸热并全部转变为功,这与热力学第二定律的开尔文表述有无矛盾?为什么?,6.任意体系经一循环过程U，H，S，G，F均为零，此结论对吗？,7.封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程，此说法对吗？为什么？,5.一定量的气体在气缸内，(1)经绝热不可逆压缩，温度升高，S0；(2)经绝热不可逆膨胀，温度降低，S0的过程都是不可逆过程，对吗？为什么？,10.一个理想热机，在始态温度为T2的物体A和温度为T1的低温热源R之间可逆地工作，当A的温度逐步降到T1时，A总共输给热机的热量为Q2，A的熵变为SA，试导出低温热源R吸收热量Q1的表达式。,11.请判断理想气体恒温可逆膨胀过程中，体系的U、H、S、F、G中有哪些一定为零？,12.在298.15K时，1mol的理想气体，其亥氏自由能F和吉氏自由能G的绝对值皆不可知，因此，此时F和G之间的差值也不可知，对吗？,.,三、填空题,1指出下列各过程中，物系的U、H、S、A、G中何者为零？理想气体绝热自由膨胀过程；()实际气体节流膨胀过程；()理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；()H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；()0、p时，水结成冰的相变过程；()理想气体卡诺循环。(),2amolA与bmolB的理想气体，分别处于(T,V,pA)与(T,V,pB)的状态，等温等容混合为(T,V,p)状态，那么U、H、S、F、G何者大于零，小于零，等于零？(),.,3.选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格实际气体绝热自由膨胀U_0，S_0。,4.选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格理想气体恒温可逆压缩S_0，G_0。,5.选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格若反应C(s)+O2(g)=CO2(g)在恒温、恒压条件下发生，其rHm,0(D)H=0,.,4.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程（）(A)可以从同一始态出发达到同一终态(B)不可以达到同一终态(C)不能断定(A)、(B)中哪一种正确(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定,5.P、273.15K水凝结为冰，可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零？(A)U(B)H(C)S(D)G,6.在绝热恒容的反应器中，H2和Cl2化合成HCl，此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？()(A)rUm(B)rHm(C)rSm(D)rGm,7.在绝热条件下，用大于气筒内的压力，迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变为：()(A)大于零(B)等于零(C)小于零(D)不能确定,.,8.在270K,101.325kPa下，1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰，则体系及环境的熵变应为：()(A)S体系0(C)S体系0，S环境0，S环境0,9.已知某可逆反应的(rHm/T)p=0，则当反应温度降低时其熵变rSm（）(A)减小(B)增大(C)不变(D)难以判断,10.在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是()(A)U=0(B)F=0(C)S=0(D)G=0,11.单原子理想气体的CV,m=(3/2)R温度由T1变到T2时，等压过程体系的熵变Sp与等容过程熵变SV之比是()(A)1:1(B)2:1(C)3:5(D)5:3,.,12.水在100，P压力下沸腾时，下列各量何者增加？()(A)熵(B)气化热(C)Gibbs自由能(D)蒸气压,13.室温下，10P的理想气体绝热节流膨胀至5P的过程有：(1)W0；(2)T1T2；(3)Q=0；(4)S0其正确的答案应是：()(A)(3)、(4)(B)(2)、(3)(C)(1)、(3)(D)(1)、(2),14.物质的量为n的理想气体从T1,P1,V1变化到T2,P2,V2，下列哪个公式不适用(设CV,m为常数)。()(A)S=nCP,mln(T1/T2)+nRln(P2/P1)(B)S=nCV,mln(P2/P1)+nCP,mln(V2/V1)(C)S=nCV,mln(T2/T1)+nRln(V2/V1)(D)S=nCP,mln(T2/T1)+nRln(P1/P2),.,15.封闭体系中，若某过程的F=0，应满足的条件是：()(A)绝热可逆,且Wf=0的过程(B)等容等压,且Wf=0的过程(C)等温等压,且Wf=0的可逆过程(D)等温等容,且Wf=0的可逆过程,16.正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的VapG值应如何变化？()(A)VapG0(B)VapG0(C)VapG0(D)VapG0,17.从热力学基本关系式可导出(U/S)V等于()(A)(H/S)P(B)(F/V)T(C)(U/V)S(D)(G/T)P,18.某气体的状态方程为PVm=RT+p，其中为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其内能()(A)不变(B)增大(C)减少(D)不能确定,.,19.恒压下纯物质当温度升高时其吉氏自由能()(A)上升(B)下降(C)不变(D)无法确定,20.对于不做非体积功的封闭体系，下面关系式中不正确的是(A)(H/S)V=T(B)(F/T)V=-S(C)(H/p)S=V(D)(U/V)S=p,21.大多数物质的液体在正常沸点时的摩尔气化熵为：()(A)20J.K-1.mol-1(B)25J.K-1.mol-1(C)88J.K-1.mol-1(D)175J.K-1.mol-1,2225时，将11.2升O2与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程：(A)S0，G0；(B)S0，G0；(C)S=0，G=0；(D)S=0，GrHm/T；(C)rSmrHm/T；(D)rSmrHm/T。,24等容等熵不做其它功的自发过程，下列关系肯定成立的是：(A)G0；(B)F0；(C)H0；(D)UU；(B)FU；(C)G0,.,29.下列叙述中，哪一种是错误的？A.热不能自动从低温物体流向高温物体。B.不可能从单一热源吸热作功而无其他变化。C.一切可能发生的宏观过程，均向着隔离体系熵增大的方向进行。D.绝热可逆过程是恒熵过程。,.,30.过冷水的热容比同温度下的冰要大，则过冷水凝结成冰的相变过程的熵变比水凝结成冰的平衡相变过程的熵变A.大B.小C.一样D.无法定,31.在标准压力下，90的液态水气化为90的水蒸气，体系的熵变将：A.小于零B.大于零C.等于零D.不能确定,32.G=F的条件是（）。（A）恒温恒容；（B）恒温恒压；（C）(pV)=0的一切过程；（D）无法判断。,33下列关于自由能和温度关系的曲线正确的是（）,.,五、计算题,1.一可逆机在三个热源间工作，当热机从T1热源吸热1200焦尔，作功200焦尔时，试求：(1)其它两个热源与热机交换的热量，指出热机是吸热还是放热；(2)各热源的熵变和总熵变。已知各热源T1、T2、T3的温度分别为400K、300K、200K。,2.将一玻璃球放入真空容器中，球中已封入1mol水(101.3KPa,373K)，真空容器内部恰好容纳1mol的水蒸气(101.3KPa,373K)，若保持整个体系的温度为373K，小球被击破后，水全部气化成水蒸气，计算Q，W，U，H，S，G，F。根据计算结果，判断这一过程是自发的吗？用哪一个热力学性质作为判据？试说明之。已知水在101.3KPa、373K时的蒸发热为40668.5Jmol-1。,.,3.在一杜瓦瓶（绝热恒压容器）中，