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5.76 JK-1，则其终态的体积为。2、 1mol理想气体在 298K和101.325 kPa下做恒温可逆压缩，若过程的G为5966J，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，（）t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 V1膨胀到体积V2的厶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：U=0， S_0， G 、=或 V）。6、298K下，将两种

2、理想气体分别取 1dm3恒温混合成 1dm3的混合气体，则混合前后热力学性质的变化情况为：U= 0，S= _0，G= 0。（填： 、=或 V）。7、268K及101.325 kPa下，1mol过冷液态苯凝固为 固态苯，放热9874 J mol-1，此时的熵变化为-35.65J mol-1 K-1。若有2mol的苯发生这样的不可逆相变化，则系统的 G = &理想气体卡诺循环： 在T-S图上可表示为：在T-H图上可表示为：T/K BT/KS/J K-1H/kJ9、1mol理想气体从同一始态I (pi, Vi, Ti)分别经绝热可逆 和绝热向真空自由膨胀 至相同的V2,其相应的终态为H (P2,V2

3、, T2)及川(P3, V2, T3),则在两个终态间的关系是：T2_T3，P2P3，S2S3。(填 、=或 )10、323.15K时水的饱和蒸气压为 13.33 kPa，若 imol水在323.15K , 13.33 kPa的条件下向真空蒸 发为323.15K , 13.33 kPa的水蒸气，则此过程的U_0、 H 0、S0、A0、G0。(填 、=或)11、 有1mol理想气体，始态温度为，体积为V经下述不同过程达到终态，终态体积均为2Vi，则系统的熵变分别为：（1） 等温不可逆膨胀，S0；（2） 绝热等外压膨胀，S0；（3） 绝热可逆膨胀，AS0。（填空： 、=或6=y -b7. -639

4、.6 J8.T/KT/KA,BS/JKH/kJDCC,D9. =12. 17.7140.60 kJ mol-1（二八选择题：1.隔离系统内发生的可逆变化过程:（）A. S = 0，S（环）=0B.S 0，D .S 0,S（环）=0S（环） 0C . S = 0，S（环） 02.实际气体经一不可逆循环：（）A. S = 0，U 0B. S 0,U0C . S = 0，U = 0D . S 0,U= 03.理想气体绝热向真空膨胀时：（）A. U = 0，S = 0，G = 0B. U 0, S 0,G 0C . U 0，S 0， G 0,G AB. G= AC. G 2CO2的厶G为-5142kJ

5、 mol-1,则发生1mol反应的 A:A. A=-5142 kJ mol-1B. A= 0C.A0-5142 kJ mol-1D. A00，且 S0B.H0，且 S0C. H0D. H0 ,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超S总0 B.S0D . U 0 B . S（环）0 C .S（系）0D . S（环） 0,Gv 0C .S 0,G 0,G 0选择题答案:9.C10 .C11. D12. B13. A14. B15.CC8. C(三)讨论习题1.

6、 1mol理想气体连续经历下列过程：(1) 由100kPa、25 C等容加热到 100 C；(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 C。求总过程的 Q、W、 U、 H、 S、 A、 G解：三个过程用框图表示如下：(1) 是恒容过程，所以p1 TiT2373.1511 P22 pilOOKPa =125.16kPaP2 T2Ti298.15(2) 理想气体向真空膨胀温度不变，所以P2V2 = P3V2P3 = 2 = P2 另二 62.58kPaV32V1(3) 恒压过程：P4 二 p3 =62.58kPap62 58:s 二-nRln 4=-1 8.34ln J

7、K = 3.90JK=3.90JPi100：Af U -T. S =T ：S =298.15 3.90J=1162JG f； H T . SA - -1162 JW -W1W, WW =0,Wz =0赵二-RM -V3)= -nRE J)W =W3 = -nR(T4 -T3) = -1 8.314(298.15-373.115) J = 623.55JQ 二：U -W 二-W 二-623.55J2.在90C、101.325kPa下，1mol过饱和水蒸汽凝结为同温 同压下的水，求此过程的Q、W、 U、 H、 S、 A及 G 。 已 知 水 的 Cp,m(l) =73.31J .mol-1，Cp,

8、m(g) =(30.0+107x10，T/K)J molK * ,水在正常沸点的摩尔蒸发 热为 40.60kJ mol-1。1mol H2O(l)101.325kPaT1=90C解：设计过程如下:1mol H 20(g)101.325kPaT1=90CiHiS3H1mol H2O(l)101.325kPaT2=100C1mol H2O(g)101.325kPaT2=100C2H-SmHT23732；n Cp,m(g)dT=爲 1 汇(30.0 + 1.07x10 T/K d(T/K)J =337.5J二2H =n(- ：vapHm) =1 (40.60)kJ - -40.60kJT1rH 二n

9、CP,m(l)dT = nCP,m(T -T2)=1 75.3 (363-373)J =-753.1JT2Q ： H2H 3H = 337.5 10 - 40.60 - 753.1 10” kj - -41.02kJT2 nCPm(g):街 S = dT =丿37330.0 1.07 10T/K363T/Kd(T/K)J KJ = 0.92J KJ22H /T-40.60103373K 108.85J KXS = f n Cp,m(l)dT = n Cpm l n =1汉 75.311 n363K=-2.05J K1 t2T，T2373S F1S2S3S - -109.98J KW 二-P(环

10、)(Vi -Vg) : PVg - nRT =1 8.314 363J = 3017J = 3.019kJU =Q W - 1-41.023.019 kJ =38.00kJ4 二 U T ：S 二-77.90kJG = H T ：S 二-1.09kJ3. 25C、p时，金刚石与石墨的标准熵分别为 2.38J mol-1 K-1 和5.74 J mol-1 K-1;标准摩尔燃烧焓分别为 -39541J mol-1和 -393.51J mol-1;密度分别为 3.513g cm-3 和 2.260g cm-3(1) 求25C、p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？(

11、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？假设密度不随压力而变。解：(1)25 C、p0下1mol石墨转变为金刚石时：H =1molrHm =1mol cHm(石墨)-：cHm(金刚石)=1(-393.51+395.41 ) J=1.90kJ：S =1mol ：rSm =1molsm(金刚石)-Sm(石墨)-1-1=1(2.38-5.74) J K =-3.36J K G= H-T S= 1.90 沃 103-298 汉(-3.36)J=2901J(2) 25C、p0下辺.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25C，压力为p时能使石墨转变成金刚石，则C (石墨)C (金刚石)25C、p*人25 C、p G 2G 1Gpl1G = V1d