热力学第二定律试题

1、执八、0;气体经绝热不可逆压缩，、0。(填、2. 1mol单原子理想气体从P1、V1、T1等容冷却到P2、V1、T2,则该过程的匚0,3. 理想气体的等温可逆膨胀过程中，S0,G0, U0,H_4. 1mol液态水在373K、P0下汽化为水蒸气，则S0，G_0，U_0，H_0。(填=，下同)S0, W_0。(填 、=)、=)(一)填空题(每题2分)1气体经绝热不可逆膨胀,5. 热力学第二定律告诉我们只有 过程的热温商才与体系的熵变相等，而不可逆过程的热温商 体系的熵变。的方向进行，直到自由6在等温等压，不作其它功的条件下，自发过程总是超着吉布斯自由能 能改变量为零就达到了 态。(二)单项选择题

2、 (每题1分)热不能全部转化为功而不引起其他变化 从第一定律的角度看，第二类永动机允许存在 )7.根据热力学第二定律的表述，下列说法错误的是( (A)第二类永动机服从能量守恒原理(B)(C) 热不能全部转化为功(D)&关于自发过程方向性的说法错误的是(A) 功可以自发的全部转变成热，但热却不能全部转化为功而不留下其它变化(B) 一切自发过程都是不可逆过程(D) 功转变成热和其它过程一样具有方向性9.工作在393K和293K的两个大热源的卡诺热机，(A) 83%(B) 25%(C) 100%10在可逆循环过程中，体系热温商之和是(A)大于零 (B)小于零 (C)等于零11 理想气体等温可

3、逆膨胀过程， (A)内能增加(B)熵不变(C)(C) 一切不可逆过程都是自发过程其效率为(D) 20%)不能确定(D)(D)内能减少12某体系在始态A和终态B之间有两条途径：可逆I和不可逆n,此时有(熵增加(A) Sa=Sb(B) Q I /T = Q n /T (C) S： = Sn6Qii(D) Si=13.(A)(B)(D)下列说法错误的是()孤立体系发生的任意过程总是向熵增大的方向进行体系在可逆过程中的热温商等于体系熵变(C)不可逆循环过程的热温商小于熵变体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商14热力学第二定律的表达式为曲二Q/T环，则(A)(B)始、终态相同时，不可逆过程的熵变小

4、于可逆过程的熵变 如果发生某一过程，体系的熵变与热温商相等，则该过程为不可逆过程(C)对于孤立体系，dS 0(D)在某些情况，可能有ds Q/T15. 300K时，1mol理想气体由A态等温膨胀到B态，吸热1.00KJ，所作的功为A到B等温可逆膨胀功的1/3 , 则体系的§为()(A) 3.33J K (B) 10.0 J -1-K (C) 1.11J K (D) -3.33 J-1K16. 2mol单原子理想气体，等压由300K升温至600K,其 $为()(A) 3.47 J -1K (B) -14.4 J-K(C) 12.5 J -1 - K (D) 28.8 J -1K17在标

5、准压力时，苯的沸点为353.15K, 1molC6H6 (l)完全汽化为同温同压下的苯蒸气。已知苯的正常汽化热为34.7KJ(A) 0.093 J一1 -K18吉布斯自由能(A) G=U+PV+TSk则过程的S为(B) 197 J KG的特定组合为(B) G=U-P V+TS19. 关于亥姆霍兹自由能 A的描述中，不正确的是(A)A是体系的容量性质(B)A具有能量的量纲20. 下列过程G二(1的过程是(A)(C)21.(A)(C)(C) 50.0 J k (D) 98.3 J-1 K)(C) G=U+PV-TS)(D) G=U-PV-TS(C)A是状态函数(D)A具有明确的物理意义绝热可逆且W

6、'=0的过程等温等压且W'=0的过程 A作为判据的条件是( 绝热可逆过程 等容绝热不作非体积功(B)等温等容且W'=0的过程(D)等温且W'=0的过程22. 300K时，(A) -18.40 J23液态水在(A)H=0等温等压只作体积功 等温等容G 二-76.98KJ,H 二-56.90KJ，则k (C) 66.93 J1 -K(B)(D)某一等温过程的k (B) -66.93 J373K和标准压力P0下汽化，则该过程(B)S=0(C)U=0(D) 703J)(D)5为(1 KG=024. 在 298K时，反应 H2 (g) +CI2 (g) =2HCI (g)

7、的则该反应的H0f (HCI , 9)为(A) -184.6 KJ - mol (B) -196.5 KJ25. 热力学关系式dG=-SdT+VdP可适用于下列那一过程(A) 298K , P0的水蒸发过程(C)电解水制取氢气26以下性质为强度性质的是(A)内能(B)化学势(三)简答题(每题2分)“系统达平衡时熵值最大，自由能最小”的说法正确吗？为什麽？ 263K的过冷水结成263K的冰，S<0,与熵增加原理矛盾吗？为什麽？可逆过程的热温商与熵变是否相等？不可逆过程的热温商与熵变是否相等？为什麽?27.28.29.30.G0=-190.53 KJ- mol S0=19.90 J-&quo

8、t;K- mol-1,)-mol (C) -92.3 KJ - mol (D) -98.2 KJ - nr1ol)(B)理想气体真空膨胀(D) N 2+3H 2=2NH 3未达到平衡)(C)自由能(D)体积“Gt, P < 0说明的过程只能在T, P定，且 W =0条件下发生”，这种说法对吗？为什麽?指出在373.2K和P0下，液态水蒸发为水蒸气的过程中，(四)计算题(每题8分)32. 2molH2(g)由 202.6kPa 24.46dm3反抗恒外压 101.3kPa膨胀到体积为 体。33 . 263K和P0下，1mol过冷水凝固为冰，求过程中体系熵变31.5、 AG的符号?73.38

9、dm3。求S?设氢气为理想气5 ?已知水在273K时的凝固热心H ' = -6004J mol，水 Cp,m,i=75.3J K"1 mol，冰 Cp,m,£=36.8J K"1 mol34.在298.2K和P0下进行的相变：出0 (l, 298.2K, P0)H 2O (g, 298.2K, P0),计算相变的 G ,并判断能否自发进行。已知 出0 (I)在298.2K时的饱和蒸气压为3168 Pa, Vm(l ) = 18 10* m3 mol =.35. 温度为400K，压力为5P0的10gHe,在外压为10P0下进行等温压缩至10P0。计算此过程的

10、Q、W、 H、S、 A、 C。设He为理想气体。36. 在1.013 X 5Pa和373.2K时，把1molH2O ( g)可逆压缩为液体，计算C。已知在373.2K, 1.013 X 51Pa下水的蒸发热为40.67KJ "molQ、W、 .H、 S、 A、Si7 3热力学第二定律答案（-）填空题（每题2分）1.S>0;S>02.U<0 ;S<0； W=03.S>0；G<0 ；U=0；H=04.S>0;,G=0 ；U>0 ；H>06.可逆过程；小于7.减小；平衡（:二）选择题（每题1分）&C 9.C10. B 11. C

11、 12. C13. C 14. D15. C16. B17. D20.D 21.C22. D 23. C24. D25. C 29. B（:三）问答题（每题2分）18. D 19. C等温等压不作非体积功的条件下，系统达平衡30. 答：不正确。绝热系统或隔离系统达平衡时熵值最大， 时自由能最小。本题说法忽略了前提条件。31. 答：不矛盾。过冷水结成冰，S体<0,是体系的熵变小于零。当应用熵增加原理判断这一过程是否自伴=0 T。可逆循环A 1发过程时，还要考虑环境的熵变，即：S隔二S环+ S体。所以，这与熵增加原理不矛盾。32.答：根据克劳修斯原理：任意可逆循环过程的热温商总和等于零，即:

12、b6Q丿A#1丄心2 C如1十 1 = 0=B，有A T B T，所以 A T热温商的值相等，与途径无关，于是定义为熵变。因此可逆过程的热温商等于熵变。同理，根据不可逆循环过程的热温商总和小于零，2T ，说明，由A始态到B终态任意可逆过程1、2,得出不可逆循环过程的热温商总和小于零。33.答：不正确Gt, P< 0只是在等温等压，非体积功为零时过程自发性的判据，并不是只在此条件下GG）。在其它条件下,G也可小于零，如理想气体的恒温膨胀。34答：此过程为等温等压可逆相变,也HG-fl ；液态水变成水蒸气吸热，H <0, 5二 > 0，虫A > 0。T（四）计算题（每题8分

13、）35解:Ti=空nR= 202空心沁曲=298K2X8.314（2分）T2=葺nR3_3J01"10 5如10 =447K2X8.314（2分）心S谆+nR唔=2逍“钧噬+汕14笔=35.13J.K（4分）36.解：263K的过冷水凝固成冰是一不可逆过程H2O （1, 263K）S> H2O （S, 263K）H2O（1, 273K）4H2O （S, 273K）=nCp ,m,lT 273In =1x75.3x|n=2.81J KT263（2分）iS2_niH -T= "6004 r1.99J "273（2分）AS3T263jL=nCp ms In =1

14、x75.3xln 1.37 J KT 273（2分）AS = AS） + AS2+ 尿3 =2.81 -21.99-1.37 =-20.55J -K，（2分）37.解:H2O （l,298.2K,P0） H2O （g 298.2K, P0）GiG3H2O（ i,298.2K,3168 Pa）G2H2O （ g, 298.2K, 3168Pa）AG1P2=VmdPP ）=18x10'x （3168-101325）=-1.77J（2分）=0（2分）AGs=RTIn 旦=8.314X298.2 5 101325 = 8591.13J ”mol F23168（2分）iG+唱 +AG3 =-1.77 +0 +8591.13 =8589.36J -moL（2分）38.解：理想气体等温过程：U=0,A H=0,W = -P外-V1）一10 p0410pnRT6-叮一 nRT5P0丿10W =义咒 8.314 X 400 = 8314 J 4Q = Au W = 8314 JP1P2As=nR In=2.5 咒 8.314Aa=iU T As = nRT Ini2