物理化学练习(热力学第二定律)2008级X

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物理化学课后答案第三章热力学第二定律

物理化学课后答案第三章热⼒学第⼆定律第三章热⼒学第⼆定律3.1卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。

求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。

解：卡诺热机的效率为根据定义3.5⾼温热源温度，低温热源。

今有120 kJ的热直接从⾼温热源传给低温热源，龟此过程的。

解：将热源看作⽆限⼤，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。

求下列三种情况下，当热机从⾼温热源吸热时，两热源的总熵变。

（1）可逆热机效率。

（2）不可逆热机效率。

（3）不可逆热机效率。

解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上⾯三种过程的总熵变分别为。

3.7已知⽔的⽐定压热容。

今有1 kg，10 ?C的⽔经下列三种不同过程加热成100 ?C的⽔，求过程的。

（1）系统与100 ?C的热源接触。

（2）系统先与55 ?C的热源接触⾄热平衡，再与100 ?C的热源接触。

（3）系统先与40 ?C，70 ?C的热源接触⾄热平衡，再与100 ?C的热源接触。

解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此3.8已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)臵于1000 K的热源中，求下列过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的。

解：在恒压的情况下在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想⽓体将代替上⾯各式中的，即可求得所需各量3.9始态为，的某双原⼦理想⽓体1 mol，经下列不同途径变化到，的末态。

求各步骤及途径的。

（1）恒温可逆膨胀；（2）先恒容冷却⾄使压⼒降⾄100 kPa，再恒压加热⾄；（3）先绝热可逆膨胀到使压⼒降⾄100 kPa，再恒压加热⾄。

解：（1）对理想⽓体恒温可逆膨胀， U = 0，因此（2）先计算恒容冷却⾄使压⼒降⾄100 kPa，系统的温度T:（3）同理，先绝热可逆膨胀到使压⼒降⾄100 kPa时系统的温度T: 根据理想⽓体绝热过程状态⽅程，各热⼒学量计算如下2.12 2 mol双原⼦理想⽓体从始态300 K，50 dm3，先恒容加热⾄400 K，再恒压加热⾄体积增⼤到100 dm3，求整个过程的。

热力学第二定律习题

（2）此过程的始、终态与（1）过程相同，所以 ΔUm、ΔHm、ΔFm、ΔGm、ΔSm 皆与（1）相同。 ∆U = 0, ∆H = 0, ∆Gm = 4443J, ∆S m = −14.90J ⋅ K −1 ∆Fm = −4443J, ∆Sm = 0 nRT nRT Q = W = p ⋅ ∆V = p − = −12.40kJ p1 p2 12400 ∆S = ∆S体 + ∆S环 = −14.90 + = 26.68J ⋅ K −1 298.2 7. 在中等的压力下，气体的物态方程可以写作pV（1一βp）＝nRT，式中系数β与气体的本性和温度有关。今若在273 K 时，将 0.5 mol O2由1013.25 kPa 的压力减到101.325 kPa，试求ΔG。己知氧的β＝－9.277×10-9 Pa-1 （原题β＝－0.00094，压力单位为atm)。解： ∆G = ∫ Vdp = ∫
物理化学习题解答
p1 p2
1− r
T = 2 , r = 1.4, 解之T2 = 497.5K T
T2
r
∆U m = ∫ CV ,m dT = CV .m (T2 − T1 ) = 4142J ⋅ mol−1
T1
∆H m = ∫ C p ,m dT = C p, m ∆T = 5799J ⋅ mol−1
−1
代入数据得： 2.
∆S = −86.67J ⋅ K
0.10 kg 283.2 K 的水与 0.20 kg 313.2 K 的水混合，求 ΔS。设水的平均比热为 4.184
kJ ⋅ K-l ⋅ kg-1。解：设混合后水的温度为 T，则 C p (T − T1 ) = −C ' p (T − T2 ) 代入数据求得 T=303.2K 水的熵变为： ∆S1 = ∫

第三章热力学第二定律

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) △G
(
)
6. 在绝热恒容的反应器中，H2 和 Cl2 化合成 HCl，此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？ ( ) (A) △rUm (B) △rHm (C) △rSm (D) △rGm 7. 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 8. H2 和 O2 在绝热钢瓶中生成水的过程： (A) △H = 0 (B) △U = 0 ( )
2. 请证明下列关系式： (1) (∂H/∂V)T =T(∂p/∂T)V+V(∂p/∂V)T (2) (∂H/∂p)T =V-T(∂V/∂T)p (3) 对理想气体，证明 H 仅是温度的函数
3. 证明气体的焦尔－汤姆逊系数: μJ-T ≡ (∂T/∂P)H = (1/CP)[T(∂V/∂T)P- V]
0 S m (残余)
0，△G 0。
Ω ≠ 1 而产生的，其
=
J.K .mol 。
-1
-1
7. 一绝热容器分成两部分，分别盛温度、压力相同的 2molO2，3molN2 均为理想气体），抽去隔板，使两气体混合达平衡，请计算终态与始态热力学概率之比 Ω2/Ω1 = 8. 对 1mol 范德华气体 (∂S/∂V)T = (∂P/∂T)V = 。 J。。
9. 某气体服从状态方程 PVm= RT + αPα＞0 的常数），若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化△Um=
三、计算题
1. 1 mol H2 从 100 K，4.1 dm3 加热到 600 K，49.2 dm3，若此过程是将气体置于 750K 的炉中让其反抗 101.325 kPa 的恒定外压下以不可逆方式进行，计算孤立体系的熵变。已知氢气的摩尔定容热容与温度的关系式是：CV, m ={20.753-0.8368×10-3T/K+20.117×10-7(T/K)2} J·K-1·mol-1 2. 有一绝热、具有固定体积的容器，中间用导热隔板将容器分为体积相同的两部分,分别充以 N2 (g) 和 O2 (g)，如下图:

物理化学热力学第二定律例题

第三章热力学第二定律引用参考资料（1）天津大学物理化学习题解答（第五版）；（2）江南大学课件附带习题中选择题和填空题部分；（3）2001－山东大学－物理化学中的术语概念及练习；一、填空题1．某热机循环一周，从高温热源吸收200kJ ，向低温热源放热100kJ ，则=∆-)(pV W （）-100kJ2．在高热源T 1和低温热源T 2之间的卡诺循环，其热温熵之和2211T Q T Q + =（）。

循环过程的热机效率η=（）。

0，121T T T - 3． 100℃、1大气压下的水，恒温恒压下蒸发成100℃、1大气压的水蒸气，则∆S （）0，∆G （）0。

∆S >0 、∆G = 04．一定量理想气体与300K 大热源接触做等温膨胀，吸热Q=600KJ ，对外所做功为可逆功的40%，则系统的熵变ΔS=（）。

1-K kJ 5⋅1-r r K kJ 5K3004.0kJ 600⋅=⨯=-==∆T W T Q S 5．1mol 单原子理想气体从p 1、V 1、T 1等容冷却到p 2、V 1、T 2，则该过程∆U （）0，∆S （）0，W （）0（填> , < , =）。

∆U < 0，∆S < 0，W = 06．乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸汽，过程的S H ∆∆与的关系是（）；Q 与H ∆的关系是（），计算H ∆所需要的热力学基础数据：（）或者（）和（）。

TH S ∆=∆；H Q ∆=；乙醇在正常沸点下的蒸发焓m vap H ∆；乙醇液体在正常沸点下的标准摩尔生成焓Θ∆m f H ；乙醇蒸气在正常沸点下的标准摩尔生成焓Θ∆m f H7．某一系统在与环境300K 大热源接触下经历一不可逆循环过程，系统从环境得到10KJ 的功，则系统与环境交换的热Q=（）；ΔS sys =（）；ΔS amb =( )。

-10kJ ；0；33.331-K J ⋅因为循环过程0=+=∆W Q U ；8．298K 气相反应CO （g ）+ 1/2 O （g ）= CO 2（g ），该反应的∆G ∆A∆U ∆H （填> , < , =）。

物理化学热力学第二定律练习题及答案

第二章热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。

2．不可逆过程一定是自发过程。

3．熵增加的过程一定是自发过程。

4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。

5．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。

6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。

7．平衡态熵最大。

8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。

9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10．自发过程的熵变?S > 0。

11．相变过程的熵变可由T HS ∆=∆计算。

12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。

13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变T HS ∆=∆>0，所以该过程为自发过程。

15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。

16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。

18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。

19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。

20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。

21．是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。

⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式：⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆12ln VV R S计算该过程的熵变？22．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，试计算此过程的?S 、?S (环)。

08(2)(3)期中测验卷(热力学第一、二定律)

淮阴师范学院 2008 级化学工程专业物理化学课程期中试卷题号得分一二三四总分姓名一、选择题（每题 2 分，共 20 题，40 分）密1. 理想气体在恒定外压 pӨ 下，从 10 dm3 膨胀到 16 dm3，同时吸热 126 J。

计算此气体的 ΔU。

(A) -284 J (B) 842 J (C) -482 J (D) 482 J ( )学号2.有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，） (B) Q = 0, (D) Q < 0, W > 0, W<0, ΔrU < 0 ΔrU < 0发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则: （封(A) Q < 0, W = 0, ΔrU < 0 (C) Q < 0 , W > 0, ΔrU = 0班级3.0 若以 B 代表化学反应中任一组分， nB 和 nB 分别表示任一组分 B 在 ξ= 0 及反应进度为 ξ 时的物质的量，则定义反应进度为：0 (A) ξ= nB - nB 0 (B) ξ= nB- nB 0 (D) ξ= ( nB -nB)/ νB 0 (C) ξ=(nB- nB )/νB()线4．熵变S 是：系别(1) 不可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数以上正确的是： (A) 1, 2 (B) 2 (C) 2 , 3(2) 可逆过程热温商之和 (4) 与过程有关的状态函数 ( (D) 4 )5. 某气体的状态方程为 pVm = RT +αp，其中 α 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1( (D)) 不能确定6. 下列四种表述： (1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变Δ S =Δ H 相变/T 相变 (2) 体系经历一自发过程总有 dS > 0 (3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向 (4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零两者都不正确者为： (A) (1)，(2) (C) (2)，(3) (B) (3)，(4) ( )(D) (1)，(4)7、在 300K 时, 2 mol 某理想气体的吉布斯自由能 G 与赫姆霍兹自由能 A 的差值为： ( ) (A) G-A=1.247 kJ (B) G-A=2.494 kJ (C) G-A=4.988 kJ (D) G-A=9.977 kJ8．当计算 1mol 理想气体经历可逆的绝热过程的功时，下列哪一个式子是不是用的？ (A) Cv(T1-T2) (B) Cp(T2-T1) (C)p1V 1  p 2V 2  1(D)R (T 1  T 2)  19.体系的压力p( 体系 ) 与环境的压力p( 环境 ) 有何关系 ? ( )(A) 相等 (C) p(体系)>p(环境)(B) 无关系 (D) 可逆变化途径中 p(体系)=p(环境)10. 在标准压力 p下,383.15 K 的水变为同温下的蒸气, 吸热 Qp。

物化作业答案热力学第二定律PPT课件

U U1 U2 U3 0 27940 2868.3 30.809KJ
H H1 H2 H3 0 30878 2868.3 33.746KJ
S S1 S2 S3 7.618 87.40 8.36 103.08J K 1
第11页/共18页
6、有1mol理想气体，初态为T1=298.2K，P1=100KPa，经下列三种过程达终态 P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、U、H、G、A和S隔。（1）恒温可逆过程；（2）绝热可逆压缩；（3）自始至终用600KPa的外压恒温压缩。已知系统的Cp,m=7R/2，初态的标准熵Sθm(298K)=205.3 JK-1mol-1。
解：Tp11
80.10C 353.3K 40.53KPa
T1 353.3K 恒温①可逆 p2 101.325KPa
T1 可逆②相变 p2
T2 =60 0C 恒压③降温 p2
333.2K
g
g
l
l
①恒温可逆因为恒温， U1 0 H1 0
W1
nRT1 ln
p1 p2
解：（2）自由膨胀与（1）始末态相同，∴
∵理想气体的自由膨胀，Q=0，
S系,2 S系，1 191.4J K1
Q
S环,2
T
0
S隔,2 S系,2 S环,2 191.4J K1
第6页/共18页
3、有10molCO2（视为理想气体）由25℃、1013.25KPa膨胀到25℃、 101.325KPa。计算下列过程中的S系，S环及S隔。假定过程是：（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗外压101.325KPa膨胀。
p1 p2
10 8.314 ln 1013.25 101.325

物理化学答案第三章热力学第二定律

物理化学答案第三章热⼒学第⼆定律第三章热⼒学第⼆定律3.1 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。

求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。

解：卡诺热机的效率为根据定义3.5 ⾼温热源温度，低温热源。

今有120 kJ的热直接从⾼温热源传给低温热源，龟此过程的。

解：将热源看作⽆限⼤，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。

求下列三种情况下，当热机从⾼温热源吸热时，两热源的总熵变。

（1）可逆热机效率。

（2）不可逆热机效率。

（3）不可逆热机效率。

解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上⾯三种过程的总熵变分别为。

3.7 已知⽔的⽐定压热容。

今有1 kg，10 °C的⽔经下列三种不同过程加热成100 °C的⽔，求过程的。

（1）系统与100 °C的热源接触。

（2）系统先与55 °C的热源接触⾄热平衡，再与100 °C的热源接触。

（3）系统先与40 °C，70 °C的热源接触⾄热平衡，再与100 °C的热源接触。

解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此3.8 已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)置于1000 K的热源中，求下列过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的。

解：在恒压的情况下在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想⽓体将代替上⾯各式中的，即可求得所需各量3.9 始态为，的某双原⼦理想⽓体1 mol，经下列不同途径变化到，的末态。

求各步骤及途径的。

（1）恒温可逆膨胀；（2）先恒容冷却⾄使压⼒降⾄100 kPa，再恒压加热⾄；（3）先绝热可逆膨胀到使压⼒降⾄100 kPa，再恒压加热⾄。

解：（1）对理想⽓体恒温可逆膨胀，D U = 0，因此（2）先计算恒容冷却⾄使压⼒降⾄100 kPa，系统的温度T:（3）同理，先绝热可逆膨胀到使压⼒降⾄100 kPa时系统的温度T:根据理想⽓体绝热过程状态⽅程，各热⼒学量计算如下2.12 2 mol双原⼦理想⽓体从始态300 K，50 dm3，先恒容加热⾄400 K，再恒压加热⾄体积增⼤到100 dm3，求整个过程的。

物化练习答案(热力学第二定律,2008级X)

物理化学练习（热力学第二定律，2008级）答案一、选择题1. 2 分(0977)[答] (D)2. 2 分(1036)[答] (B)3. 2 分(0805)[答] (C)4. 2 分(1003)[答] (C)5. 2 分(0914)[答] (A)6. 2 分(0889)[答] (B)变化前后理想气体的温度不变,但体积减小,所以ΔS体< 0 ；若把体系和环境加在一起看作一个新的孤立体系,则经此变化后,孤立体系经历的是不可逆变化,所以ΔS孤立= ΔS体+ ΔS环> 0 ；因此ΔS环> 0 。

7. 2 分(0960)[答] (C)因为(∂ΔG/∂T)p= -ΔS，当液体汽化时，Δvap S ∃> 0所以T增大时，必定有ΔVap G∃<0。

8. 2 分(1032)[答] (D)因为(∂T/∂p)S = T/C p×(∂V/∂T)p= V/C p9. 1 分(0854)[答] (B)10. 2 分(0915)[答] ( C )11. 2 分(1031)[答] (A)12. 2 分(0774)[答] (D)13. 2 分(1010)[答] （B）该过程为可逆相变，故Δvap G=0Δvap F=Δvap G -Δ(pV)=-nRT=5.87 kJ14. 2 分(0733)[答] (A)W = 0, ΔU = QΔH = ΔU + Δ(pV) = Q + pV - p1V1= Q + pVΔS = ΔH/T = (Q + pV)/373KΔF = ΔU - TΔS = - pVΔG = ΔH - TΔS = Q + pV - Q - pV = 015. 2 分(0893)[答] (C)16. 2 分(0757)[答] (D)17. 1 分(0747)[答] (D)18. 1 分(1162)[答] (C)19. 2 分(9032)[答] (A)20. 2 分(0891)[答] (B)因环境供热给体系,则ΔS环= -Q p/383.15K < 0 ,此为恒温恒压下的自发变化, 所以∆G体< 0；体系由液态变为气态, ΔS体> 0；将体系与环境加在一起组成新的孤立体系,在此体系中有自发变化,所以ΔS孤立=ΔS体+ ΔS环> 0 。

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案第二章热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。

2．不可逆过程一定是自发过程。

3．熵增加的过程一定是自发过程。

4．绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。

5．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。

6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。

7．平衡态熵最大。

8．在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。

9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10．自发过程的熵变∆S > 0。

11．相变过程的熵变可由T H S ∆=∆计算。

12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。

13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变TH S ∆=∆>0，所以该过程为自发过程。

15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。

16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。

18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。

19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得∆G = 0。

20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，∆U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。

大学《物理化学》第二定律练习题

《物理化学》热力学第二定律练习题1.在两个不同温度的热源之间工作的热机以卡诺热机的效率最大。

判断正确和错误：________。

(√)2.卡诺热机的效率只与两个热源的温度有关而与工作物质无关。

判断正确和错误：________。

(√)3.卡诺热机在T 1=600K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作,其热机效率________。

(η=0.5)30011600L R H T T η=-=-卡诺定律：R ηη≤4.改正下列错误（1）在一可逆过程中熵值不变；（2）在一过程中熵变是QS Tδ∆=⎰；（3）亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；（4）吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；（5）焓是系统以热的方式交换的能量。

答：（1）在绝热可逆过程中熵值不变。

(绝热可逆过程即为等熵过程)（2）在一过程中熵变是rQ S Tδ∆=⎰；(QS Tδ∆≥⎰)（3）在恒温恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；,T V A W '∆≤(=：可逆；>：不可逆) ； ,T V A W '∆≥(=：可逆；>：不可逆)在恒温条件下，亥姆赫兹函数是系统能做功的能量T A W ∆≤(=：可逆；<：不可逆) ； T A W ∆≥(=：可逆；>：不可逆)（4）在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；,T p G W '∆≤(=：可逆；<：不可逆) ,T p G W '∆≥(=：可逆；>：不可逆)（5）焓没有明确的物理意义。

在封闭系统、恒压且不做非体积功的情况下，焓的增量等于恒压热，即∆H ＝Qp 。

5指出下列过程中△U ，△H , △S , △A , △G 何者为零。

⑴ 理想气体不可逆恒温压缩； ⑵ 理想气体节流膨胀；⑶ 实际流体节流膨胀； ⑷ 实际气体可逆绝热膨胀； ⑸ 实际气体不可逆循环过程； ⑹ 饱和液体变为饱和蒸气； ⑺ 绝热恒容没有非体积功时发生化学变化； ⑻ 绝热恒压没有非体积功时发生化学反应。

热力学第二定律练习题及答案

热力学第二定律练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的 ( )2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 d G =－S d T ＋V d p ＋d n B ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。

（）3、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。

( )4、隔离系统的熵是守恒的。

（）5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。

（）6、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。

（）7、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。

( )8、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W ’<0，且有W ’>∆G 和∆G <0，则此状态变化一定能发生。

（）9、绝热不可逆膨胀过程中∆S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中∆S <0。

（）10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。

（）11、如果一个化学反应的∆r H 不随温度变化，则其∆r S 也不随温度变化，（）12、在多相系统中于一定的T ，p 下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。

（）13、在-10℃，101.325 kPa 下过冷的H 2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。

（）14、理想气体的熵变公式只适用于可逆过程。

（） 15、系统经绝热不可逆循环过程中∆S = 0，。

（）二、选择题1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(∂A /∂T )V 值是：（）（1）大于零（2）小于零（3）等于零（4）不确定2、从热力学四个基本过程可导出VU S ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭=（） (1) (2) (3) (4) T p S pA H U G V S V T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 3、1mol 理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。

高中物理热力学第二定律课后习题答案及解析

高中物理热力学第二定律课后习题答案及解析练习与应用1．汽车行驶时，要消耗汽油。

尽量详尽地说明：汽油燃烧时释放的化学能通过哪些途径最终转化成了周围环境的内能。

解析：化学能变成了汽缸内气体的内能，一部分内能转化为汽车的动能，另一部分散失到周围环境中成为环境的内能，汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能；汽缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能，使用蓄电池时，这部分化学能转化为电能，又通过车灯转化为光能，光照到地面空气，转化为环境的内能。

2．以下哪些现象能够发生、哪些不能发生？能够发生的现象是否违背热力学第二定律？（1）一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热。

（2）蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能。

（3）桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离。

（4）电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体。

解析：（1）不会发生；热传递具有方向性，热量能自发的从高温物体传到低温物体，故一杯热茶自然放置，茶会自动变得凉，不会自动变得更热，因为违背热力学第二定律。

（2）不会发生；蒸汽机的能量损失不可避免，不可能把蒸汽的内能全部转化为机械能，违背了热力学第二定律，不能发生。

（3）可以发生；桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离，其中系统的势能减少了，不违背热力学第二定律。

（4）可以发生；电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，此过程中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，能发生。

3．一间密闭的房间里放置了一台电冰箱，为了使房间降温，有人出了一个主意，建议把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气”进入房间中，房间就变冷了。

这种方法可行吗？请说明道理。

解析：因为电冰箱的制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气的热量，与此同时，冰箱内部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会降低，反而，电动机工作时，会将一部分电能转化为内能，故室内温度会有少许升高。

物理化学课后答案-热力学第二定律

第三章热力学第二定律【复习题】【1】指出下列公式的适用范围。

（1）min ln BB BS Rnx ∆=-∑;（2）12222111lnln ln ln P v p T V T S nR C nR C p T V T ∆=+=+; （3）dU TdS pdV =-；（4）G Vdp ∆=⎰（5）,,S A G ∆∆∆作为判据时必须满足的条件。

【解】（1）封闭体系平衡态，理想气体的等温混合，混合前后每种气体单独存在时的压力都相等，且等于混合后气体的总压力。

（2）非等温过程中熵的变化过程，对一定量的理想气体由状态A （P 1、V 1、T 1）改变到状态A （P 2、V 2、T 2）时，可由两种可逆过程的加和而求得。

（3）均相单组分（或组成一定的多组分）封闭体系，非体积功为0的任何过程；或组成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为0的可逆过程。

（4）非体积功为0，组成不变的均相封闭体系的等温过程。

（5）S ∆：封闭体系的绝热过程，可判定过程的可逆与否；隔离体系，可判定过程的自发与平衡。

A ∆：封闭体系非体积功为0的等温等容过程，可判断过程的平衡与否； G ∆：封闭体系非体积功为0的等温等压过程，可判断过程的平衡与否；【2】判断下列说法是否正确，并说明原因。

（1）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的；（2）凡熵增加过程都是自发过程；（3）不可逆过程的熵永不减少；（4）系统达平衡时，熵值最大，Gibbs 自由能最小；（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，S ∆<0的过程不可能发生；（6）某系统从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，先在要在相同的始、终态之间设计一个绝热可逆过程；（7）在一个绝热系统中，发生了一个不可逆过程，系统从状态1变到了状态2，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了；（8）理想气体的等温膨胀过程，0U ∆=，系统所吸的热全部变成了功，这与Kelvin 的说法不符；（9）冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源，这与Clausius 的说法不符；（10）p C 恒大于V C 。

物理化学-第三章热力学第二定律习题课

第三章热力学第二定律习题课Part I 概念题1、有人说：“从热力学第二定律可以推出：功可以完全转化为热，而热不能完全转化为功。

”这样说对吗？为什么？不是热不能完全转化为功，而是在不引起其他变化的前提条件下，热不能完全转化为功。

如理想气体的恒温膨胀，热就全部转化为功，同时，系统的体积也变大了。

2、有人说，既然可逆过程在实际中是见不到的，所以它属于不可能发生的过程，即不可逆过程的逆过程。

这样说对吗？为什么？不对。

因为所有的实际过程（无外力作用下）可分为两类：第一类，自发变化过程，即不可逆过程；第二类，不可能发生的过程，即自发变化的逆过程。

在这两类过程之间，人们提出一种理想的过程——可逆过程。

它虽然在实际中见不到，但实际过程可以无限逼近它。

如液体在沸点下蒸发。

所以它和不可能发生的过程，即与不可逆过程的逆过程有着本质的不同。

3、不可逆过程的熵变是否和可逆过程的熵变相同？为什么？−−−−−→−不可逆过程→ →可逆过程在始末态相同的条件下，对系统来说，不可逆过程的熵变和可逆过程的熵变是相同的。

因为熵是状态函数，只要始末态相同，不管过程是否可逆，系统熵变相同。

但环境熵变不同，因为∆S环= Q环/T环= - Q系/T环，可逆过程与不可逆过程的Q系不同，故∆S环不同，即∆S隔= ∆S系+ ∆S环不同。

4、在什么情况下，系统熵变为零的过程一定是一个可逆过程？封闭系统的绝热过程。

根据熵增原理，∆S隔= ∆S系+ ∆S环= 0，过程可逆。

因为封闭系统的绝热过程，Q = 0，所以∆S环= 0，∆S隔= 0，亦即∆S系为零时过程可逆。

5、1 mol理想气体经历绝热可逆膨胀过程，系统的熵变∆S系为零，同样地，经历绝热不可逆膨胀过程，因Q = 0，系统的∆S系也应为零。

这样说对吗？为什么？TV不对。

因为从同一始态出发，经绝热可逆过程和不可逆过程两种途径不可能到达同一终态。

假设终态的温度相同，那么它们分别到达2和2’状态，如如所示。

物化热力学第二定律习题解答

热力学第二定律习题解答1. 已知每克汽油燃烧时可放热46.86 kJ 。

(1) 若用汽油作以水蒸气为工作物质的蒸汽机的燃料时，该机的高温热源为378 K ，冷凝器即低温热源为303 K ；(2) 若用汽油直接在内燃机内燃烧，高温热源温度可达到2273 K ，废气即低温热源亦为303 K ；试分别计算两种热机的最大效率是多少？每克汽油燃烧时所能做出的最大功为多少？解()212378303(1) 0.2037848.860.20kJ 9.37 kJ T T T W Q ηη--=====⨯=()2122273303(2) 0.87227348.860.87kJ 40.7 kJT T T W Q ηη--=====⨯=2. 在300 K 时，2 mol 的2N （假设为理想气体）从610Pa 定温可逆膨胀到510Pa ，试计算其S ∆。

解6-1152-110ln 28.314ln J K 1038.3 J K p S nR p ⎛⎫∆==⨯⨯⋅ ⎪⎝⎭=⋅3. 10 g 2H (假设为理想气体)在300 K ,5510Pa ⨯时，在保持温度为300 K 及恒定外压为610Pa 下进行压缩，终态压力为610Pa (需注意此过程为不可逆过程)。

试求算此过程的S ∆，并与实际过程的热温商进行比较。

解定温过程：5-1-116210510ln 8.314ln J K 28.8J K 210p S nR p ⎛⎫⨯∆==⨯⋅=-⋅ ⎪⎝⎭()()212214211 1.24710JQ W p V V p V V p nRT p ==-=-⎛⎫=-=-⨯ ⎪⎝⎭外 4-11.24710J 300 K 41.6 J K QT=-⨯=-⋅所以 TQ S >∆ 4. 在293 K 时，将一方形容器用隔板从正中间分开，然后将1 mol 2N 和1 mol He 分别放在容器的两边，当将中间隔板抽去以后，两种气体自动混合。

2024高考物理热力学第二定律习题及答案

2024高考物理热力学第二定律习题及答案热力学是物理学的一个重要分支，研究能量转化和物质间相互作用的规律。

而热力学的第二定律是其中最基本的定律之一，它揭示了能量的不可逆性和能量转化的方向性。

在2024年的高考物理考试中，热力学的第二定律将是考试的重点之一。

本文将针对2024高考物理热力学第二定律的习题进行详细解析，帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点。

1. 以下哪个过程符合热力学第二定律？A.热量自发从低温物体传递到高温物体。

B.热量自发从高温物体传递到低温物体。

C.热量传递不受温度差影响。

D.热量自发从热源传递到冷藏室。

解析：根据热力学第二定律，热量自发从高温物体传递到低温物体，所以答案是B。

2. 对于一个绝热系统，下列哪项不是可能的？A.热力学过程是可逆的。

B.熵增是正数。

C.热力学过程是可压缩的。

D.熵绝不会减少。

解析：对于一个绝热系统，热力学过程是不可逆的，所以A选项不可能；熵增是不可逆过程的特征，所以B选项是正确的；绝热系统是不可压缩的，所以C选项也是正确的；根据热力学第二定律，熵绝不会减少，所以D选项是正确的。

因此，答案是C。

3. 某个物体从26°C的温度接触到100°C的热源，吸收了80J的热量，物体的初温是多少？解析：根据热力学第一定律，物体吸收的热量等于内能增加，可以表示为Q = ΔU。

因此，物体的初温可以通过ΔU = Q求出。

其中，ΔU = mcΔT，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度的变化。

根据题目可知，ΔT = 100°C - 26°C = 74°C。

代入ΔU = Q的公式，可以得到ΔU = mcΔT，即m × c × 74 = 80。

根据物体的比热容，可以求出物体的质量，进而计算出物体的初温。

具体的计算方法请同学们按照公式进行计算。

通过以上三道题目的解析，我们可以看出，掌握热力学的第二定律对于解答物理习题非常重要。