热力学第二定律练习题.pptx

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1、10.某体系从始态经一个绝热不可逆过程到达终态，为了计算某些热力学函数的变量，可以设计一个绝热可逆过程，从同一始态出发到达同一终态。11.不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。12.功可以全部变成热，但热一定不能全部转化为功。13.自然界中存在温度降低,但熵值增加的过程。14.熵值不可能为负值。15.系统达平衡的熵值最大,吉布斯函数最小16.不可逆过程的熵不会减少。17.在绝热系统中，发生一个从状态AB的不可逆过程，不论用什么方法,系统再也回不到原来状态了。18.可逆热机的效率最高，在其他条件相同的情况下，假设由可逆热机牵引火车，其速度将最快。第1页/共26页19经过可逆循环后，系统

2、和环境均恢复原态。20自然界发生的过程一定是不可逆过程。21为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。22n、P、T完全相同的二箱N2气，抽掉中间隔板,S=0。2322题中若一边是O2气，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)。第2页/共26页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

3、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。第3页/共26页二、简答题1.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。(

4、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。2.在什么条件下,下列等式才能成立?式中W为体积功。第4页/共26页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?始终态相同的系统来说，不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变”此说法是否正确？为什么？4.“在可逆过程中,而在不可逆过程中，所以对于6.任意体系经一循环过程U，H，S，G，

5、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

6、F和G之间的差值也不可知，对吗？第6页/共26页三、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？()第7页/共26页3.选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格实际气体绝热自由膨胀U_

7、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第13页/共26页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)G6.在绝热恒容的反应器中，H2和Cl2化合成HCl，此过程

8、中下列各状态函数的变化值哪个为零？()(A)rUm(B)rHm(C)rSm(D)rGm7.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)不能确定第14页/共26页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，S环境0(B)S体系0(C)S体系0，S环境0，S环境09.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

9、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=011.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第15页/共26页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

10、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)第16页/共26页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

11、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)VapG017.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)P18.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)不能确定第17页/共26页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)

12、S=V(D)(U/V)S=p21.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-12225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)GU；(D)H0,G0C.S0,G0,G0第19页/

13、共26页27.下列各式中对理想气体何时不为零()A.B.C.D.28.在298K时已知气相反应的为,则发1mol反应的A.=B.=0D.C.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。第20页/共26页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

14、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（）第21页/共26页五、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373

15、K，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。第22页/共26页3.在一杜瓦瓶（绝热恒压容器）中，将5摩尔40的水与5摩尔0的冰混合，求平衡后的温度，以及此体系的H和S。已知冰的摩尔熔化热为6024J.mol-1，水的等压摩尔热容为75.3J.K-1.mol-1。可逆等压P1=1.013105 PaV1=3 dm3T1=400 KP2=1.013105 PaV2=4 dm3T2=700 K4.经历下述可逆等压过程：此体系的

16、CP=20J.K-1，始态熵S1=30J.K-1。计算过程的Q、W及体系的U、H、S、F、G的值。第23页/共26页5.将400K和101325Pa的一摩尔某液态物质向真空容器中蒸发成400K、101325Pa的气态物质（可视为理想气体），已知此条件下该物质的标准摩尔气化热为16.74kJ.mol-1。(a)计算该过程的VapS总、VapF、VapG；(b)VapS总、VapF、VapG是否均可用来判别这一过程的方向？并叙述理由，其判断结果如何？6.1mol理想气体在273.15K等温地从10P膨胀到P，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q、W及气体的U、H、S、G、F。7.1摩尔单原子理想气体

17、经过一个绝热不可逆过程到达终态，该终态的温度为273K，压力为P ，熵值为S(273K)=188.3J.K-1.mol-1。已知该过程的Sm=20.92J.K-1.mol-1，W=1255J。(1)求始态的P1、V1、T1；(2)求气体的U、H、G。第24页/共26页8.物质的量为n的理想气体绝热自由膨胀,体积由V1膨胀到V2,求S并判断该过程是否自发。9.在温度为298.15K，压力为p下，C(金刚石)和C(石墨)的摩尔熵分别为2.45和5.71J.K-1.mol-1，其燃烧焓分别为-395.40和-393.51KJ.mol-1,又其密度分别为3513和2260Kg.m-3,试求:(1)在298.15K及p下,石墨金刚石的(2)哪一种晶体较为稳定?(3)增加压力能否使不稳定的晶体变成稳定的晶体,如有可能,则需要加多大的压力?第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页