热力学第二定律补充练习题

1、第二章热力学第二定律补充练习题（一）、填空题1、 1mol 理想气体在温度 T 下从 10 dm-3做恒温可逆膨胀，若其熵变为 JK-1 ，则其终态的体积为。2、1mol理想气体在 298K 和 kPa 下做恒温可逆压缩，若过程的为 5966J ，则其末态压力为。G3、对于无相变、 无化变、只做体积功的封闭系统， (G) Tp的值（填：大于零、小于零或等于零） 。4、1mol 范德华气体在等温下从体积V 膨胀到体积 V12的S =。5、298K 下，将两种理想气体分别取1mol 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：=0，S 0，、 = 或 、 = 或 、= 或 、 = 或 、

2、= 或 6.=V1b7. J8.T/KBT/KA,BAS/J K-H/kJDCC,D9. =12 kJmol-1（二）、选择题：1. 隔离系统内发生的可逆变化过程：（）AS = 0 ，S( 环 ) = 0BS 0，S( 环 )= 0CS = 0 ，S( 环 ) 0D S 0， S( 环) 02. 实际气体经一不可逆循环：（）ACS = 0 S = 0，U 0U = 0BS 0 ，D S 0，U0U= 03. 理想气体绝热向真空膨胀时：（）AU = 0，S = 0，G = 0BU 0，S 0，G 0C0，U 0 G 0，S 0，G 4. 对于单组分系统，温度一定时，下列图形正确的是：（ ）G/G

3、g G/GG/GG/Gglllgglp/Pap/Pap/Pap/PaABCD 5. 1mol 理想气体经过一个恒温可逆压缩过程， 则该过程：（ ）AGABG=ACGkJmol-1DA00，且S0BH0，且S0CH0DH0，且S010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B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D任何热力学过程不可能出现S 总0BS0DU 0BS( 环) 0CS( 系) 0DS( 环 ) 013气体 CO与 O2 在一 坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程： （）AU = 0 ，BH = 0CS = 0DG = 014 对 于 封

4、 闭 系 统 纯PVT变 化 过 程 ，(A )T V的 值 ：（）A大于零，B小于零C等于零D正负不定15在下，-10时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中：（）ACS = 0S 0，G = 0G 0 S 0，G 0选择题答案：1. A2. C3. D4. A 5. B6. C7.C8. C11. D12. B13. A14 B（三）讨论习题1 1mol 理想气体连续经历下列过程：（ 1）由 100kPa、 25等容加热到 100；（ 2）绝热向真空膨胀至体到增大一倍；（ 3）恒压冷却到温度为 25。求总过程的Q、 W、U、H、S、A、G。解：三个过程用框图表示如下：1T2=T3=T =T

5、=41PP3P4= P 3p =100kPa2（ 1）是恒容过程，所以p1T1p2T2p1373.15p2T2T1100KPa 125.16kPa298.15（ 2）理想气体向真空膨胀温度不变，所以p2V2V1p2V2 p3V2p3V3p2 2V162.58kPa（ 3）恒压过程：p4p3 62.58kPaT4T1UH0SnR ln P418.34 ln62.58JK13.90 JK 13.90 JP1100AUTST S298.153.90J1162JGHT SA1162JWW1 W2W3W10, W20, W3P3 (V4V3 )nR(T4T3 )WW3nR(T4T3 )18.314(29

6、8.15373.115) J 623.55JQUWW623.55J2在 90、下，1mol 过饱和水蒸汽凝结为同温同压下的水，求此过程的、A及。已知水的Q、WUHSGCP ,m (l ) 73.31Jmol 1 K1 ，CP ,m (g )(30.010710 2 T / K )J mol 1 K 1 ，水在正常沸点的摩尔蒸发热为mol-1 。解：设计过程如下：1mol H 2O(l)1mol H 2O(g)HS1 H1S3H3S1mol H 2O(g)1mol H 2O(l)2H2S1 HT2nCP ,m ( g) dT37330.01.07 10 2 T / K d (T / K ) J

7、337.5JT136312 Hn(vapH m )1(40.60)kJ40.60kJ3 HT1nCP ,m (l )dTnCP, m (T1T2 )1 75.3(363373) J753.1JT2QH1 H2 H3 H337.510 340.60753.110 3 kJ41.02kJ1 ST2nC P ,m ( g)37330.01.0710 3 T / KK10.92J K1T1TdT363T / Kd (T / K ) J2 S2 H / T40.60103JK 1108.85JK 1373T1 nCP ,m (l )T363113 SdTnCP ,m ln1175.31lnJ K2.05

8、JKT373T2T2S1 S2 S3 S109.98JK 1WP(环)(VlVg )PVgnRT18.314363J3017J3.019kJUQW41.023.019 kJ38.00kJAUTS77.90kJGHTS1.09kJ3 25、 p0 时，金刚石与石墨的标准熵分别为mol-1-1K-1-1-1和 mol-1；和 JmolK ；标准摩尔燃烧焓分别为 mol密度分别为3.513 gcm-3 和 2.260 gcm-3 。（ 1）求 25、 p0 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（ 3）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

9、设密度不随压力而变。解：(1)25 、 p0 下 1mol 石墨转变为金刚石时：H1molr H m1molC H m (石墨 ) -C H m (金刚石 )=1（ +） kJ=S 1molr Sm1mol Sm0 (金刚石 )Sm0( 石墨 )=1-1-1（） JK=K=-= 103-298J=2901JGH TS（ 2） 25、 p0 下 G 0，表示石墨不可能转变成金刚石，即石墨是稳定的。（ 3）由于金刚石的密度大于石墨的密度，增加压力可能会使石墨转变成金刚石设 25，压力为p时能使石墨转变成金刚石，则G0C（石墨）C（金刚石）G1 G2 GC（石墨）C（金刚石）G1GpV1dp V1 ( p p )pp2 GV2 dp V2 ( p p