热力学第二定律补充练习题

其次章热力学其次定律补充练习题

（一）、填空题

1、Imol抱负气体在温度T下从lOdm。做恒温可逆膨胀，

若其燧变为5.76J・K“，则其终态的体积为o

2、Imol抱负气体在298K和101.325kPa下做恒温可

逆压缩，若过程的AG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，（毁

cp

的值（填：大于零、小于零或等于零）。

4、Imol范德华气体在等温下从体积Vi膨胀到体积V?

的AS=o

5、298K下，将两种抱负气体分别取Imol进行恒温恒

压的混合，则混合前后热力学性质的变化状况为：

At/=O,AS_>.0,AG<0o（填：>、=或v）。

6、298K下，将两种抱负气体分别取ldm3恒温混合成

IdnP的混合气体，则混合前后热力学性质的变化状况

为：AU=O,AS=_0,AG=0o（填：>、=或V）。

7、268K及101.325kPa下，Imol过冷液态苯凝固为

固态苯，放热9874J・moH,此时的端变化为・35.65

J.moH.KL若有2moi的苯发生这样的不行逆相变化，

则系统的AG=＜

8、抱负气体卡诺循环：

在T-S图上可表示为:在T-H图上可表示

为：

T/KT/K

S/JK-1H/kJ

9、Imol抱负气体从同一始态I（pi,Vi*i）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np2,

Vr）及m（p3,V2,T3）,则在两个终态间的关系是：

292T2_

_丁3,piP3,S2S3。（填＞、=或v）

10、323.15K时水的饱和蒸气压为13.33kPa,若

Imol水在323.15K,13.33kPa的条件下向真空蒸

发为323.15K,13.33kPa的水蒸气，则此过程的

AU_O、AH0、AS0、AA0、AG0。

（填＞、=或v）

11、有Imol抱负气体，始态温度为Ti,体积为Vi,经下述

不同过程达到终态，终态体积均为2Vi,则系统的嫡变分别

为：

(1)等温不行逆膨胀，AS0；

(2)绝热等外压膨胀，AS0；

(3)绝热可逆膨胀，AS0。(填空:＞、=或＜)

12、水的饱和蒸气压与温度的关系为：

hi(/?/kPa)=A-4883.8/(T/K)。则A=,水的摩尔蒸发焰A

vaPH=，250K时水的饱和蒸气压为：o

填空题答案：

L20dm$2.1.126xl03kPa3.大于零

4,—ln匕-bmo]5.=><6.==

V,-b

7.-639.6J

8.

DCC,D

9.10.>>

12.17.7140.60kJmol1

（二”选择题：

1.隔离系统内发生的可逆变化过程:

()

A.AS=0,AS(环)=0B.AS>0,AS(环)=0

C.AS=0,AS(环)>0D.AS>0,AS(环)>0

2.实际气体经一不行逆循环:

()

A.AS=0,AU>0B.AS>0,AU>0

C.AS=O,AU=0D.AS>0,AU=()

3.抱负气体绝热向真空膨胀时:

()

A.AU=0,AS=0,AG=0B.AU>0,AS>0,

AG>0

C.AU<0,AS<0,AG<0D.AU=0,AS>0,

AG<0

4.对于单组分系统，温度肯定时，下列图形正确的是:

A.B.C.

D.

5.Imol抱负气体经过一个恒温可逆压缩过程，则该过程:

()

A.AG>AAB.AG=AAC.AG<AA

D.无法比较

6.某系统经任一循环过程，系统与环境所交换的热与温

度的关系可表示为：()

A.偿=0B.f等0：C.f等0：

D."如>1

2.

7.在298K时已知气相反应2co+。2—>29的为

-514.2kJ•mol",则发生Imol反应的AA。：

()

A.AA°=-514.2kJ-mol1B.AA°=0

C.AA°>-514.2kJ-mol1D.AA°<-514.2

kJ-mol1

8.欲使一过程的AG=0,应满足的条件是：

()

A,可逆绝热过程

B.恒容绝热且只作膨胀功的过程

C.恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程

D.恒温恒容且只作膨胀功的可逆过程

9.在恒温恒压不作非体积功的状况下，下列哪个过程确

定可以自发进行？()

A.AH>0,且AS>0B.AH>0,且ASvO

C.AH<0,且ASX)D.AH<0,且ASvO

10.下列说法中，哪一种是不正确的？

()

A.隔离物系中的燧永不削减

B.在绝热过程中物系的埔决不会削减

C,物系处于平衡态时嫡值最大

D.任何热力学过程不行能消灭AS总<0

11.在实际气体绝热可逆膨胀过程中：

（）

A.AS>0B.AS<0C.AU>0

D.AU<0

12.抱负气体经一个不行逆循环过程，则：

（）

A.AS（系）>0B.AS（环）>0C.AS（系）<0

D.AS（环）v0

13.气体CO与02在一牢固的绝热箱内发生化学反应，系

统的温度上升，该过程：（）

A.AU=0,B.AH=0C.AS=0

D.AG=0

14.对于封闭系统纯PVT变化过程，（舞）,的值：

eV

（）

A.大于零，B,小于零C.等于零

D.正负不定

15.在10L325kp下,・10℃时过冷水结成冰是一个自发过程,

该过程中：（）

A.AS=0,AG=0B.AS>0,AG<0

C.AS<0,AG<0D.AS>0,AG>0

选择题答案：

LA2.C3.D4.A5.B6.C7.

c8.C

9.C10.C11.D12.B13.A

14.B15.C

(三)争辩习题

1.Imol抱负气体连续经受下列过程：

(1)由lOOkPa、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、AU、AH、AS、AA、AG。

解：三个过程用框图表示如下：

(1)是恒容过程，所以

△二汽p、=aP\=373,15X100=125.16kPa

p2T2-1i298.15

(2)抱负气体向真空膨胀温度不变，所以

〃2匕=2M•.・〃3=岑*=〃2A=6258kPa

(3)恒压过程：

p4=p3=62.58kPa

△U=A”=O

p6)CQ

△S=-〃Rin」=-1X8.34In—J•K-l=3.90./K7=3.90./

P、100

AA=At/-7AS=-TAS=-298.15x3.9OJ=-1162/

AG=A//-7AS=M=-1162J

卬=叱+吗+%

叱=o,吗=o,吗=一AM-匕)=-nR(T4-T3)

卬=吗=一〃R(1一")二一1x8.314(298.15—373.115)/=623.55)

Q=AU-W=-W=-623.55J

2.在90℃、101.325kPa下，Imol过饱和水蒸汽分散为同温

同压下的水，求此过程的W、△□、NH、AS、A4及

AGo已知水的品〃(/)=73.31人姓尸.不|,

21

CPm(g)=(30.0+107xi0-T/K)J•mof•KL水在正常沸点的摩尔蒸发

热为40.60kJ•molL

解：设计过程如下：

ImolH2O⑴

ImolH2OQ)101.325kPa

101.325kPaTi=90℃

T尸9(rcAHAS

AiAiSA3H

AS

1molH20(g)ImolH2O⑴

101.325kPa101.325kPa

eT=l()0℃

T2=100C2

Tfcff~~

△i"=，〃Cpj“(g)dT=[篮1x(30.0+1.07X10-2〃KM?VK)]J=337.5J

△?H=n(-\vapH,n)=lx(-40.60)。=-40.60。

A3HnCPm(l)dT=nCPm(7；-7；)=1x75.3x(363-373)J=-753.1J

-3-3

Q=\H=\XH^\2H-\.H=[337.5x10-40.60-753.1x10]z：J=-41.02AJ

3

CTnC(g)J.37330.0+1.07x10-7'/K/人]/胃_|,太-i

△id=I2Pmal=Ic/(//K)\J-K=Un.Q9OZJ-K

1

JnTJ363T/K

4060

△,S=△,"/『二一,、。J•K-=-108.85J-K'

373

-

△5=1〃C"“")(IT=n-CPmln^-=lx75.3lln—J/C'=-2.05J-L

川TT2373

-,

AS=A1S+A2S+A3S=-109.98J/C

W=-P(环)(匕-匕卜PVq-nRT=1x8.314x363/=3017J=3.0190

△U=Q+W=[-41.02+3.019卜/=-38.00。

AA=-TAS=-77.90V

AG=AH-7AS=-1.09U

3.25℃、p。时，金刚石与石墨的标准焙分别为2.38J-moF,Ki

和5.74JmoI^K1；标准摩尔燃烧钻分别为・395・41J・mol”和

1-3-3

-393.51J-mol；密度分另！J为3.513g,cm^n2.260g*cmo

（1）求25℃、p。下石墨转变为金刚石的AG；

（2）在这种状况下，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？

假如可能，所需的压力是多少？假设密度不随压力而变。

解：

（1）25℃、p。下Imol石墨转变为金刚石时：

△H=\molx^rH„,=山〃xA.Hm（石墨）-金/（金刚石）1