第三章 热力学第二定律自测题
第3章 第二定律自测题教学内容
第3章 第二定律自测题1．由热力学第二定律可知，在任一循环过程中( )。
(A)功与热都可以完全互相转换；(B)功可以完全转变为热，而热却不能完全转变为功； (C)功与热都不能完全互相转换；(D)功不能完全转换为热，而热却可以完全转变为功。
2．在封闭系统内发生任何绝热过程的S ∆( )。
(A)一定是大于零；(B)一定是小于零；(C)一定是等于零；(D)可能是大于零也可能是等于零。
3．在隔离系统内发生任何明显进行的过程，则此过程系统总的熵变iso S ∆( )。
(A)＞0；(B)＝0；(B)＜0；(D)条件不全无法确定。
4．在绝热、恒压、W '＝0的封闭系统内，发生下列化学过程：C 2H 5OH(1)＋3O 2(g)＝2CO 2(g)＋3H 2O(g) 此过程的W ( )；r m H ∆( )；r m U ∆( )；r m S ∆( )。
(A)大于零；(B)等于零；(C)小于零；(D)无法确定。
5．在绝热、恒容、w′＝0的封闭系统内，发生下列反应：CH 3OH(g)＋1.5O 2(g)＝CO 2(g)＋2H 2O(g)此反应的r m U ∆( )；r m H ∆( )；r m S ∆( )。
(A)＞0；(B)＜0；(C)＝0；(D)无法确定。
6． 物质的量一定的双原子理想气体，经节流膨胀后，系统的压力明显下降，体积变大。
此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )；G ∆( )；A ∆( )。
(A)>0；(B)＝0；(B)＜0；(B)不能确定。
7．物质的量一定的某实际气体，向真空中绝热膨胀之后，系统的p 与V 之积变小，温度降低，则此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )。
(A)＞0；(B)＜0；(B)＝0；(B)不能确定。
8．加压的液态氨NH 3(1)通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH 3(g )，则此过程的U ∆( )；H ∆( )；S ∆( )。
(A)＞0；(B)＝0；(B)＜0；(B)不能确定。
物理化学 热力学第二定律自测题
12. 在270K、pΘ下，1mol过冷水经恒温恒压过程凝结 、 过冷水经恒温恒压过程凝结 为冰，则体系及环境的熵变为 为冰， （ B ） （A）△S体系 < 0，△S环境 < 0 ） ， （B）△S体系< 0，△S环境 > 0 ） ， （C）△S体系 > 0，△S环境 < 0 ） ， ， （D）△S体系 > 0，△S环境 > 0 ）
均为恒T， 过程 过程， △S1 = △SN2 + △SAr ，均为恒 ，V过程，故： △SN2 = △SAr = 0 → △S1 = 0 又是恒T， 过程 过程， △S2 = △SN2，又是恒 ，V过程，故： △S2 = 0
16.
单原子理想气体的 CV ,m = 则
−1
∂T ∂S p
−1 −1 −1 −1 −1
∂T ∂S p
CV 1 . 5 R 3 ∂T = = = 0 .6 = ∂S V C p 2.5 R 5
17. 某非理想气体服从状态方程 pV = nRT + bp（b为大 （ 为大 于零的常数） 该气体经历恒温过程， 于零的常数），1mol该气体经历恒温过程，体积从 1 该气体经历恒温过程 体积从V 变至V 则其熵变△ 变至 2，则其熵变△S =
三、问答题 19. 欲提高卡诺机的效率， 可以增加两个热源的温差， 若增加 欲提高卡诺机的效率，可以增加两个热源的温差， 的温差为△ ， 问是保持低温热源的温度T 不变， 的温差为 △ T，问是保持低温热源的温度 1 不变 ， 来提高高温 热源的温度T 有利，还是保持高温热源的温度T 不变， 热源的温度 2有利，还是保持高温热源的温度 2不变，而降低 低温热源的温度T 有利？ 低温热源的温度 1有利？ 确定后， 答：当△T确定后，保持 2不变降低 1对提高热机效率有利。 确定后 保持T 不变降低T 对提高热机效率有利。 因为 η = 1 −
热力学第二定律自测题+答案学习资料
1、理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：(D )(A) ΔS体>0，ΔS环<0 （B）ΔS体<0，ΔS环>0(C) ΔS体>0，ΔS环=0 （D）ΔS体=0，ΔS环=02、下列四种表述：(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是d S > 0”。
(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。
(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变(2) 体系经历一自发过程总有d S > 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：( C)(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4)(B) 因为绝热可逆ΔS = 0 ，绝热不可逆∆S > 0。
所以状态函数S不同，故终态不能相同。
(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定4、下列表达式中不正确的是：(B)(A) (∂U/∂V)S = -p（适用于任何物质）(B) d S = Cp dln(T/K)- nR dln(p/p∃) （适用于任何物质）(C) (∂S/∂V)T = (∂p/∂T)V（适用于任何物质）(D) (∂U/∂p)T = 0 （适用于理想气体）5、N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( )(C) 因为Q R= 0 故ΔS = 0(A) ΔU= 0 (B) ΔA= 0 (C) ΔS= 0 (D) ΔG = 06、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。
下列的过程可应用公式△S =nR ln(V2/V1) 进行计算：(1) 理想气体恒温可逆膨胀( √) (2) 理想气体绝热可逆膨胀( ×)(3) 373.15 K 和101.325 kPa 下水的汽化( ×) (4) 理想气体向真空膨胀( √)7、将1 mol 甲苯在101.325 kPa，110 ℃（正常沸点）下与110 ℃的热源接触，使它向真空容器中汽化，完全变成101.325 kPa 下的蒸气。
第三章-第二定律习题及解答
第三章 习题与解答复习题3. 证明：〔1〕在pV 图上,理想气体的两条可逆绝热线不会相交.<2> 在pV 图上,一条等温线与一条绝热线只能有一个交点而不能有两个交点. 证明：使用反证法.(1) 假设理想气体的两条可逆绝热线相交是成立的,则这两条可逆绝热线就可以和一条可逆等温线构成一个可逆循环.如图所示,此可逆循环的结果是可以制成从单一热源吸热并全部做功的热机,这是违反热力学第二定律的,是不可能实现的,所以前面的假设是错误的,即理想气体的两条可逆绝热线是不会相交的.(2) 假设一条等温线与一条绝热线有两个交点是成立的,则这条等温线与这条绝热线也构成一个可逆循环.如图所示,此可逆循环的结果是可以制成从单一热源吸热并全部做功的热机,这是违反热力学第二定律的,是不可能实现的,所以这个假设也是错误的,即一条等温线与一条绝热线只能有一个交点而不能有两个交点.1. 有5mol 某双原子理想气体,已知其C V ,m =2.5R,从始态400K,200kPa,经绝热可逆压缩至400kPa 后,再真空膨胀至200kPa,求整个过程的Q,W,ΔU,ΔH 和ΔS.解 绝热可逆压缩过程：,,/ 3.5/2.5 1.4p m V m C C R R γ===即T 2=400K×<200kPa/400kPa><1-1.4>/1.4=487.6KΔU 1=W 1=nC V ,m <T 2-T 1>=5×2.5×8.315×<487.6-400>J=9105J ΔH 1=nC p,m <T 2-T 1>=5×3.5×8.315×<487.6-400>J=12747J Q 1=0,ΔS 1=0.理想气体真空膨胀过程：Q 2=W 2=ΔU 2=ΔH 2=0 ΔS 2=nRln<p 1/p 2>=[5×8.315×ln<400/200>] J·K -1=28.8J·K -1Q=Q 1+Q 2=0,W= W 1+ W 2=9105J,ΔU=ΔU 1+ΔU 2=9105J,ΔH=ΔH 1+ΔH 2=12747J ΔS=ΔS 1+ΔS 2=28.8J·K -12. 有5mol He<g>,可看作理想气体,已知其C V ,m =1.5R,从始态273.15K 和100kPa ,变到终态298.15K 和1000kPa,计算该过程的ΔS. 解 ΔS=nR 21lnp p +n<C V ,m +R>12lnT T=〔5mol 〕<8.314J·K -1·mol-1>ln10pp⨯+〔5mol 〕<25×8.314J·K -1·mol -1>K K 15.27315.298ln= -86.67 J·K -1.4.0.10kg 283.2K 的水与0.20kg 313.2K 的水混合, 求ΔS.设水的平均比热为4.184kJ · K -1·kg -1. 解 先求混合后的温度,设为T.设混合过程绝热,即 Q 1+Q 2=0, Q 1=－Q 2 , n 1C p,m <T -T 1>= -n 2C p,m <T-T 2> 得 n 1 <T -T 1>= -n 2<T-T 2><0.10kg > <T-283.2K >= -<0.20kg > <T-313.2K >T=303.1KΔS 1=⎰TTp dT T C 1=<0.10kg > <4.184kJ · K -1·kg -1>K K 2.2831.303lnΔS 2=⎰TTp dT TC 2=<0.20kg > <4.184kJ · K -1·kg -1>KK 2.3131.303lnΔmix S=ΔS 1+ΔS 2=1.40J ·K -1.6．有2mol 理想气体,从始态300K,20dm 3,经下列不同过程等温膨胀至50 dm 3,计算各过程的Q,W,ΔU,ΔH 和ΔS.<1>可逆膨胀； <2>真空膨胀；<3>对抗恒外压100kPa 膨胀. 解 <1>可逆膨胀：ΔU 1=ΔH 1=0,W 1=-Q 1=-nRTln<V 2/V 1>=-[2×8.315×300×ln<50/20>]J =-4571JΔS 1= nRln<V 2/V 1>=15.24J·K -1.<2> 真空膨胀: ΔU 2=ΔH 2=0,ΔS 2= 15.24J·K -1. W 2=-Q 2=0<3>对抗恒外压100kPa 膨胀: ΔU 3=ΔH 3=0,W 3=-Q 3=-p 环<V 2-V 1>=- 100kPa<50-20> dm 3=-3000J, ΔS 3= 15.24J·K -1.7. 有1mol 甲苯CH 3C 6H 5<l>在其沸点383K 时蒸发为气体,计算该过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔA 和ΔG .已知在该温度下,甲苯的汽化热为362kJ·kg -1. 解 M 甲苯=92×10-3kg·mol -1,Δvap H m =362kJ·kg -1×92×10-3kg·mol -1=33.304 kJ·mol -1, Q=ΔH=n Δvap H m =1mol×33.304 kJ·mol -1=33.304 kJ W=-p[V<g>-V<l>]=-pV<g>=-nRT=<-1×8.3145×383>J =-3184JΔU= Q+ W=<33.304-3.184> kJ=30.12kJ ΔS=ΔH/T=33.304 ×103J/383K=86.96J·K -1 ΔA=ΔU-T ΔS=30.12kJ-33.304 kJ=-3.184kJ ΔG=ΔH-T ΔS=33.304 kJ-33.304 kJ=08.在298.15K 与p 下,一摩尔过冷水蒸气变为同温同压下的水,求此过程的ΔG .已知298.15K 时水的蒸气压为3167Pa. 解 实际过程为不可逆相变过程,设计成可逆途径容易计算,设计可逆途径为 ΔG=ΔG 1+ΔG 2+ΔG 3 =⎰21p pg dp V + 0 +⎰21p p l dp V≈⎰21p pg dp V =nRTln<p 2/p 1>= <1mol><8.314J·K -1·mol -1><298.2K>×ln PaPa 1013253167= -8590J9. 实验室中有一个大恒温槽的温度为400K,室温为300K.因恒温槽绝热不良而有4000J 的热传给了室内的空气,用计算说明这一过程是否为可逆？解 ΔS 体=1104004000-⋅-=-=K J KJ T Q R 体 ΔS 环=133.133004000-⋅==-K J KJ T Q 环 ΔS 隔离=ΔS 体+ΔS 环=3.33J·K -1＞0 由计算知该过程为不可逆过程.10. 有1mol 过冷水,从始态,变成同温、同压的冰,求该过程的熵变.并用计算说明这一过程的可逆性.已知水和冰在该温度X 围内的平均摩尔定压热容分别为：C p,m <H 2O,l>=75.3J·K -1·mol -1,C p,m <H 2O,s>=37.7J·K -1·mol -1;在273K,101kPa 时水的摩尔凝固热为Δfus H m <H 2O,s>= -5.90kJ·mol -1.解 在273K,101kPa 时水转变为冰是可逆相变.263 K,101kPa 时水转变为冰是不可逆相变.计算时设计可逆途径如下：本过程恒压,Q p =ΔH<T>=ΔH l +ΔH<T f >+ΔH s ΔH l =nC p,m <H 2O,l><273-263>K=1×75.3×10J=753J ΔH<T f >=n Δfus H m <H 2O,s>=[1×<-5.90>]kJ=-5.90kJ ΔH s = nC p,m <H 2O,s><263-273>K=1×37.7×<-10>J=-377J ΔH<T>= 753J-5900J-377J=-5524J=-5.524kJ 计算系统熵变ΔS<T>=ΔS l +ΔS<T f >+ΔS sΔS l =nC p,m <H 2O,l>ln<273/263>=[1×75.3×0.0373]J·K -1=2.81 J·K -1ΔS<T f >=ΔH<T f >/ T f =-5.90kJ/273K=-21.61 J·K -1ΔS s =nC p,m <H 2O,s>ln<263/273>=[1×37.7×<-0.0373>]J·K -1=-1.41 J·K -1ΔS<T>= <2.81-21.61-1.41>J·K -1=-20.21 J·K -1 计算环境熵变ΔS 环=- Q p /T 环=-<-5524>J/263K=21 J·K -1 隔离系统熵变ΔS iso =ΔS<T>+ΔS 环=<-20.21+21>J·K -1=0.79 J·K -1 ΔS iso >0,过程不可逆.12. 将298.15K 、1mol O 2从p绝热可逆压缩到6×p,试求Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔF 、ΔG 、ΔS 和ΔS iso <C p,m =27R>.已知2(,)m S O g =205.03 J·K-1·mol -1.解 设氧为理想气体.绝热可逆过程Q R =0ΔS 体=Q R /T=0, ΔS 环= -Q R /T=0 ΔS iso =0求其它变量应先求出体系终态温度,由绝热可逆过程方程γγγ--=12111p T p , 5/7=γ1271212(298.2)6p p T T K p p γγ--⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⨯⎝⎭⎝⎭=497.5KW=nC V ,m <T 1-T 2>=<1mol>25<8.314J·K -1·mol -1><298.2K-497.5K>=-4142J ΔU=-W=4142J ΔH=dT C T Tp ⎰21= nC p,m <T 2-T 1>=<1mol>27<8.314J·K -1·mol -1>< 497.5K-298.2K>=5799JΔF=ΔU-SΔT=4142J-<1mol><205.03J·K-1·mol-1>×< 497.5K-298.2K>=-36720JΔG=ΔH-SΔT=5799J-<1mol><205.03J·K-1·mol-1>×< 497.5K-298.2K>=-35063J13. 将1mol 双原子理想气体从始态298K、100kPa,绝热可逆压缩到体积为5dm3,试求终态的温度、压力和过程的Q、W、ΔU、ΔH、和ΔS.解理想气体的初始体积V1=nRT1/p1=<1×8.314×298/100> dm3=24.78 dm3理想气体为双原子分子,,,(7/2)1.4(5/2)p mV mC RC Rγ===理想气体的终态温度理想气体的终态压力Q = 0ΔU=nC V,m<T2-T1>=1×2.5×8.314×<565.29-298>J=5555.6JΔH=nC p,m<T2-T1>=1×3.5×8.314×<565.29-298>J=7777.9JΔS= nC p,m ln<T2/ T1>-nRln<p2/p1>=014. 将1mol苯C6H6<l>在正常沸点353K和101.3kPa压力下,向真空蒸发为同温、同压的蒸气,已知在该条件下,苯的摩尔汽化焓为Δvap H m=30.77kJ·mol-1,设气体为理想气体.试求<1>该过程的Q和W；<2>苯的摩尔汽化熵Δvap S m和摩尔汽化Gibbs自由能Δvap G m；<3>环境的熵变ΔS环；<4>根据计算结果,判断上述过程的可逆性.解<1> 向真空蒸发W=0,ΔU=ΔH-Δ<pV>= ΔH-pΔV=ΔH-nRT=nΔvap H m-nRT==30.77kJ-<1×8.3145×353>×10-3kJ=27.835kJQ=ΔU=27.835kJ<2> Δvap S m=Δvap H m/T=<30.77×103/353>J·K-1·mol-1=87.167 J·K-1·mol-1Δvap G m=0<3> ΔS环=-Q系/T环=-<27.835×103/353>J K-1=-78.853 J K-1<4>ΔS隔离=ΔS系+ΔS环=<87.167-78.853> J·K-1·=8.314 J·K-1·ΔS隔离>0,过程不可逆.16.1mol单原子理想气体,从始态273K、100kPa,分别经下列可逆变化到达各自的终态,试计算各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG.已知该气体在273K、100kPa的摩尔熵S m=100 J·K-1·mol-1.<1>恒温下压力加倍；<2>恒压下体积加倍；<3>恒容下压力加倍；<4>绝热可逆膨胀至压力减少一半；<5>绝热不可逆反抗50kPa恒外压膨胀至平衡.解<1>理想气体恒温ΔU1=ΔH1=0W1=-Q1=-nRTln<p1/p2>=-[1×8.315×273×ln<1/2>]J=1573JΔS1= nRln<p1/ p2>= [1×8.315×ln<1/2>]=-5.763J·K-1.ΔA1=ΔU1-TΔS1=-TΔS1= W1=1573JΔG1=ΔH1-TΔS1=-TΔS1=1573J<2> 恒压下体积加倍V1/T1=V2/T2=2V1/T2,则T2=2T1,ΔU2=nC V,m<T2-T1>=n<3/2>RT1=<1×1.5×8.3145×273>J=3405JΔH2=nC p,m<T2-T1>=n<5/2>RT1=<1×2.5×8.3145×273>J=5675J恒压Q2=ΔH2=5675J,W2=ΔU2-Q2=3405J-5675J=-2270JΔS2= nC V,m ln<T2/T1>+nRln<V2/V1>=<C V,m+R>nln2=nC p,m ln2=[<5/2>×8.3145×1×ln2] J·K-1=14.41 J·K-1ΔA2=ΔU2-<S1ΔT+T2ΔS2>= 3405J-<100 J·K-1×273K+2×273K×14.41 J·K-1>=-31.763kJΔG2=ΔH2-<S1ΔT+T2ΔS2>= 5675J-<100 J·K-1×273K+2×273K×14.41 J·K-1>=-29.493kJ<3> 恒容W3=0,压力加倍,温度也加倍.ΔU3=nC V,m<T2-T1>=n<3/2>RT1=<1×1.5×8.3145×273>J =3405JΔH3=nC p,m<T2-T1>=n<5/2>RT1=<1×2.5×8.3145×273>J =5675JQ3=ΔU3=3405JΔS3= nC V,m ln<T2/T1>=[1×<3/2>×8.3145×ln2] J·K-1=8.644 J·K-1ΔA3=ΔU3-<S1ΔT+T2ΔS3>= 3405J-<100 J·K-1×273K+2×273K×8.644J·K-1>=-28.615kJΔG3=ΔH3-<S1ΔT+T2ΔS3>= 5675J-<100 J·K-1×273K+2×273K×8.644 J·K-1>=-26.345kJ<4>绝热可逆膨胀至压力减少一半= C p,m /C V,m=5/3,ΔU4=nC V,m<T2-T1>=n<3/2>R<T2-T1>=<1×1.5×8.3145×<206.9-273>J=-824JΔH4=nC p,m<T2-T1>=<1×2.5×8.3145×<206.9-273>J =-1374JΔS4=0,Q4=0,W4=ΔU4=-824JΔA4=ΔU4-[S1<T2-T1>+T2ΔS4]= -824J-[100 J·K-1×<206.9 K -273K>]=5786JΔG4=ΔH4-<S1ΔT+T2ΔS4>= -1374J -[100 J·K-1×<206.9 K -273K>]=5236J<5>绝热不可逆反抗50kPa恒外压膨胀至平衡Q5=0,ΔU5=W5nC V,m<T2-T1>=-p2<V2-V1>=-nR[T2-<p2/p1>T1]T2=218.4KΔU5=W5=nC V,m<T2-T1>= n<3/2>R<T2-T1>=<1×1.5×8.3145×<218.4-273>J=-681JΔH5= nC p,m<T2-T1>= n<5/2>R<T2-T1>=<1×2.5×8.3145×<218.4-273>J=-1135JΔS5= nC p,m ln<T2/T1>-nRln<p2/p1>=<1×2.5×8.3145×ln<218.4/273>-1×8.3145×ln<50/100>=1.125 J·K-1ΔA5=ΔU5-[S1<T2-T1>+T2ΔS5]=-681J-[100J·K-1×<218.4K-273K>+218.4K×1.125J·K-1]=4533.3JΔG5=ΔH5-<S1ΔT+T2ΔS5>=-1135J-[100J·K-1×<218.4K-273K>+218.4K×1.125J·K-1]=4079.3J18. 用合适的判据证明：<1>在373K、200kPa压力下,H 2O<l>比H 2O<g>更稳定;<2>在263K、100kPa压力下,H 2O<s>比H 2O<l>更稳定解<1> H 2O<l><373K、200kPa>→H 2O<g><373K、200kPa>ΔG=V<l><100-200>kPa+ V<g><200-100> kPa=100[V<g>- V<l>]kPaV<g>>V<l>,ΔG>0,H 2O<l> 更稳定<2> H 2O<s><263K、100kPa>→H 2O<l><263K、100kPa>ΔG=-S <s><273-263>K- S<l><263-273>K=10[S <l>-S<s>]KS <l>>S<s>,ΔG<0,H 2O<s> 更稳定19. 在温度为298.15K、压力为p 下,C〔石墨〕和C〔金刚石〕的摩尔熵分别为2.45和5.71J·K-1·mol-1,其燃烧焓依次分别为-395.40和-393.51kJ·mol-1,又其密度3513和2260kg·m-3.试求：〔1〕在298.15K 、p 下,石墨→金刚石的trs mG ∆；〔2〕哪一种晶型较为稳定？〔3〕增加压力能否使石墨转变成金刚石,如有可能,需要加多大的压力？解 〔1〕C 〔石墨〕→C 〔金刚石〕1862.2-⋅=mol kJ .〔2〕在298.15K 、p 下,石墨→金刚石的trs mG ∆＞0,说明在此条件下反应不能向右进行,即石墨不能变为金刚石,所以石墨稳定.〔3〕加压有利于反应朝着体积缩小的方向进行.金刚石的密度比石墨大,单位质量的体积比石墨小,所以增加压力有可能使石墨变为金刚石.V p G T∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂, ⎰⎰∆=∆∆∆2121p p G G Vdp G d欲使)(2p G m trs ∆＜0,解上式得p 2＞1.52×109Pa.即需加压至1.52×109Pa 时才能使石墨变为金刚石.20. 某实际气体状态方程式为pV m =RT+ap 〔式中a 是常数〕.设有1mol 该气体,在温度为T 的等温条件下,由 p 1可逆的变化到p 2.试写出： Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 的计算表示式.解 等温：p<V m -a>=常数,,2,112()/()/m m V a V a p p --=设 U=U<T,V>, 则dV V U dT T U dU TV ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=又 0=--=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂=-⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p a V RT p a V RT TT p T p T V U m Vm V T所以 ΔU=0, Q=-W=,21,12ln ln m m V ap RT RT V a p -=-ΔH =ΔU+Δ<pV m >=Δ<RT+ap>=Δ<ap>=a<p 2-p 1>ΔS =Q/T=,21,12ln ln m m V ap R R V a p -=-,ΔA= W=,22,11ln ln m m V a p RT RT V a p --=- ΔG=ΔH -T ΔS= a<p 2-p 1>-12ln p RT p 17. 证明：22V T VC p T V T ⎛⎫∂∂⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 解 由dU=TdS -pdV,得T C T S V V =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,VV T S T C ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= 21. 证明：V p p VT T TdS C dp C dV p V ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 解 设S=S<p,V> dS=dV V T T S dp p T T S dV V S dp p S p p VV p V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ =dV V T T C dp p T T C pp V V⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 所以 dV V T C dp p T C TdS p p VV ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=. 24. 对X 德华气体,证明2T m U a V V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭证明 因为 dU=TdS -pdVp T p T p V S T V U VT T -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 〔1〕X 德华气体方程为RT b V V a p m m =-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+)(2 2mm V a b V RT p --=, b V R T p mV -=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 〔2〕 将〔2〕式代入〔1〕式得： 22mm m m T V a V a b V RT b V RT V U =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 证完.25. 对理想气体,试证明： s s VU H V p nRU S ⎛⎫∂∂⎛⎫ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭=-∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭. 解 由dU=TdS-pdV ,恒容时式两边除以dS,得V U T S ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭,恒熵时式两边除以dV ,得sU p V ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭, 再由dH=TdS+Vdp,恒熵时式两边除以dp,得s H V p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭,所以s s VU H V p p V nR U T S ⎛⎫∂∂⎛⎫ ⎪ ⎪∂∂-⋅⎝⎭⎝⎭=-∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭=理想气体时 28. 苯在正常沸点353K 下的130.77vap m H kJ mol -∆=⋅,今将353K 与p 下的1molC 6H 6<l>向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸气〔设为理想气体,液体体积相对于气体体积可忽略不计〕（1） 求算在此过程中苯吸收的热量Q 与作的功W.（2）求苯的摩尔气化熵vap m S ∆与摩尔气化吉布斯自由能vap m G ∆. （3）求环境的熵变S ∆环. （4）应用有关原理,判断上述过程是否为不可逆过程？ （5） 298K 时苯的蒸气压为多大？解 此真空蒸发过程的始末态与同温同压可逆蒸发相同,因此其中状态函数计算时与同温同压可逆蒸发相同. 〔1〕W=0；Q=ΔU +W=ΔU=ΔH-Δ<pV>=n vap m H ∆-p 外[V<g>-V<l>]= n vap m H ∆-p 外V<g>= n vap m H ∆-nRT=<1mol><30770J ·mol -1>-<1mol><8.314J ·K -1·mol -1><353K>=27835J<2>vap m S ∆=111/(30770)/(353)87.2vap m H T J mol K J K mol ---∆=⋅=⋅⋅vap m G ∆=vap m H ∆-T vap m S ∆=0 <3>环S ∆=Q 环/T=-Q/T=-<27835J>/<353K>=-78.9J ·K -1<4>隔S ∆=体S ∆+环S ∆=n vap m S ∆+环S ∆ =<1mol><87.2 J ·K -1·mol -1>+< -78.9J ·K -1>=8.3J ·K -1>＞0故此真空蒸发为不可逆过程.〔5〕由克－克方程211211ln vap m H p p R T T ∆⎛⎫=- ⎪⎝⎭p 2=14633Pa.。
第三章热力学第二定律 复习题
第三章 热力学第二定律一、选择题1、恒温恒压可逆相变过程中等于零的量是:A.U ∆；B.H ∆；C.G ∆；D.S ∆。
2、根据熵增大原理：A.隔离系统的熵永不减小；B.绝热系统的熵永不减小；C.系统和环境的熵的和永不减小； D 以上三者都对。
3、纯物质由液态蒸发为气态后其标准摩尔熵：A.增大；B.减小；C.不变；D.因物质种类不知所以不能确定。
4、理想气体的物质的量为n ，从始态A （P 1,V 1,T 1）变到末态B （P 2,V 2,T 2），其熵变的计算公式可用：（ ）A. ΔS = nRln(P 1/P 2) +⎰21T T p )T /dT C ( B. ΔS = nRln(P 1/P 2)－⎰21T T p )T /dT C ( C. ΔS = nRln(V 1/V 2)+ ⎰21T T p )T /dT C ( D. ΔS = nRln(V 1/V 2)－⎰21T T p )T /dT C ( 5、在标准压力P θ下，383.15K 的水变为同温下的蒸汽，吸热Q p 。
对于该相变过程，以下哪个关系式不能成立？（ ）A ΔG <0B ΔH=Q pC ΔS 隔离<0D ΔS 隔离>06、ΔG =0 的过程应满足的条件是(A) 等温等压且非体积功为零的可逆过程(B) 等温等压且非体积功为零的过程(C) 等温等容且非体积功为零的过程(D) 可逆绝热过程7、在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵（A ）不变 (B) 可能增大或减小 (C) 总是减小 (D)总是增大8、关于吉布斯函数G , 下面的说法中不正确的是(A) ΔG≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立(B) 在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小(C) 在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生(D) 在等温等压下,一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生9、关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的(A) 热不能自动从低温流向高温(B) 不可能从单一热源吸热做功而无其它变化(C) 第二类永动机是造不成的(D) 热不可能全部转化为功10、关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是(A) 该方程仅适用于液-气平衡(B) 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡(C) 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积(D) 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体11、关于熵的说法正确的是(A) 每单位温度的改变所交换的热为熵(B) 可逆过程熵变为零(C) 不可逆过程熵将增加(D) 熵与系统的微观状态数有关12、氢气进行不可逆循环(A)ΔU＞0 (B) ΔS＝0 (C) ΔS＞0 (D) ΔS＜013、下述过程，体系的ΔG何者为零？(A) 理想气体的等温膨胀(B) 孤立体系的任意过程(C) 在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水汽(D) 绝热可逆过程14、关于熵的性质, 下面的说法中不正确的是(A) 环境的熵变与过程有关(B) 某些自发过程中可以为系统创造出熵(C) 熵变等于过程的热温商(D) 系统的熵等于系统内各部分熵之和15、根据热力学第一定律，在一循环过程中（）(A) 功与热可以完全相互转换(B) 功与热都不能完全相互转换(C) 功可以完全转变为热，热不能完全转变为功(D) 功不能完全转变为热，热可以完全转变为功16、在下列过程中, ΔG＝ΔA的是(A) 液体等温蒸发(B) 气体绝热可逆膨胀(C) 理想气体在等温下混合(D) 等温等压下的化学反应17、在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。
热力学第二定律复习题及解答
第三章 热力学第二定律一、思考题1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。
这说法对吗？答： 前半句是对的，后半句却错了。
因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。
2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢？答： 不矛盾。
Claususe 说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。
而冷冻机系列，环境作了电功，却得到了热。
热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。
3. 能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs 自由能最小？答：不能一概而论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。
等温、等压、不作非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs 自由能最小。
4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。
为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算？答：不可能。
若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。
反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。
5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗？ 答： 说法正确。
根据Claususe 不等式TQS d d ≥，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则0d >S 。
6. 相变过程的熵变可以用公式H ST∆∆=来计算，这种说法对吗？答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式THS ∆=∆来计算。
7. 是否,m p C 恒大于 ,m V C ?答：对气体和绝大部分物质是如此。
但有例外，4摄氏度时的水，它的,m p C 等于,m V C 。
8. 将压力为101.3 kPa ，温度为268.2 K 的过冷液体苯，凝固成同温、同压的固体苯。
已知苯的凝固点温度为278.7 K ，如何设计可逆过程？答：可以将苯等压可逆变温到苯的凝固点278.7 K ：9. 下列过程中，Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG 和ΔA 的数值哪些为零？哪些的绝对值相等？（1）理想气体真空膨胀； （2）实际气体绝热可逆膨胀； （3）水在冰点结成冰；（4）理想气体等温可逆膨胀；（5）H 2（g ）和O 2（g ）在绝热钢瓶中生成水；（6）等温等压且不做非膨胀功的条件下，下列化学反应达到平衡：H 2（g ）+ Cl 2（g ）（g ）答： （1）0Q WU H ==∆=∆=（2）0, R Q S U W =∆=∆= （3）e 0, , P G H Q A W ∆=∆=∆= （4）e 0, =, U H Q W G A ∆=∆=-∆=∆ （5）e = 0V U Q W ∆==（6）0=W，H U Q ∆=∆=，0=∆=∆G A10. 298 K 时，一个箱子的一边是1 mol N 2 (100 kPa)，另一边是2 mol N 2 (200 kPa )，中间用隔板分开。
热力学第二定律自测题+答案
1、理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：(D )(A) ΔS体>0，ΔS环<0 （B）ΔS体<0，ΔS环>0(C) ΔS体>0，ΔS环=0 （D）ΔS体=0，ΔS环=02、下列四种表述：(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是d S > 0”。
(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。
(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变(2) 体系经历一自发过程总有d S > 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：( C)(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4)(B) 因为绝热可逆ΔS = 0 ，绝热不可逆 S > 0。
所以状态函数S不同，故终态不能相同。
(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定4、下列表达式中不正确的是：(B)(A) (U/V)S = -p（适用于任何物质）(B) d S = Cp dln(T/K)- nR dln(p/p$) （适用于任何物质）(C) (S/V)T = (p/T)V（适用于任何物质）(D) (U/p)T = 0 （适用于理想气体）5、N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( )(C) 因为Q R= 0 故ΔS = 0(A) ΔU= 0 (B) ΔA= 0 (C) ΔS= 0 (D) ΔG = 06、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。
下列的过程可应用公式△S =nR ln(V2/V1) 进行计算：(1) 理想气体恒温可逆膨胀( √) (2) 理想气体绝热可逆膨胀( ×)(3) K 和101325 kPa 下水的汽化( ×) (4) 理想气体向真空膨胀( √)7、将1 mol 甲苯在kPa，110 ℃（正常沸点）下与110 ℃的热源接触，使它向真空容器中汽化，完全变成kPa 下的蒸气。
第三章 热力学第二定律-练习
第三章热力学第二定律一、判断说明题：1. 什么是自发过程？实际过程一定是自发过程？答：体系不需要外界对其作非体积功就可能发生的过程叫自发性过程，或者体系在理论上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。
实际过程不一定是自发性过程，如电解水就是不具有自发性的过程。
2. 为什么热力学第二定律也可表达为：“一切实际过程都是热力学不可逆的”？答：热力学第二定律的经典表述法，实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。
导使过程的不可逆性都相互关联，如果功与热的转化过程是可逆的，那么所有的实际过程发生后都不会留下痕迹，那也成为可逆的了，这样便推翻了热力学第二定律，也否定了热功转化的不可逆性，则“实际过程都是不可逆的”也不成立。
因而可用“一切实际过程都是不可逆的”来表述热力学第二定律。
3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等，为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等？答：可逆过程的热温商即等于熵变。
即ΔS＝Q R/T(或ΔS＝∫δQ R /T )。
不可逆过程热温商与熵变不等，其原因在于可逆过程的 Q R 大于 Q Ir ，问题实质是不可逆过程熵变由两部分来源，一个是热温商，另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。
因此，不可逆过程熵变大于热温商。
由于熵是状态函数，熵变不论过程可逆与否，一旦始终态确定, 则ΔS 值是一定的。
4. 为什么说ΔS A →B －∑B A δQ /T ≥0，式是过程方向的共同判据? 为什么说它也是过程不可逆程度的判据?答：ΔS A →B －∑A B δQ /T ≥0，由于实际过程是不可逆的，该式指出了实际过程只能沿ΔS A →B －∑B A δQ /T 大于零的方向进行；而 ΔS A →B －∑A B δQ /T 小于零的过程是不可能发生的。
因而(2-11)式可作为过程方向的共同判据。
但不是自发过程方向的判据．(ΔS-∑δQ /T ) 的差值越大则实际过程的不可逆程度越大，因此又是不可逆程度的判据。
第三章 热力学第二定律自测题
第三章 热力学第二定律自测题一、选择题1．理想气体与温度为T 的大热源接触做等温膨胀，吸热Q ，所做的功是变到相同终态的最大功的20%，，则系统的熵变为（ ）。
（a ）TQ（b ）0 （c ）T Q 5 （d ）TQ - 2．系统经历一个不可逆循环后（ ）。
（a ）系统的熵增加 （b ）系统吸热大于对外做功 （c ）环境的熵一定增加 （d ）环境热力学能减少 3．室温下对一定量的纯物而言，当W f =0时，VT A ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂值为（ ）。
（a ）>0 （b ）<0 （c ）0 （d ）无定值 4．BB n S n T p H p G ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂，该式使用条件为（ ）。
（a ）等温过程 （b ）等熵过程（c ）等温、等熵过程 （d ）任何热力学平衡系统5．某化学反应若在300K ，101325Pa 下在试管中进行时放热6⨯104 J ，若在相同条件下通过可逆电池进行反应，则吸热6⨯103 J ，该化学反应的熵变∆S 系为（ ）。
（a ）-200J ·K -1 （b ）200J ·K -1 （c ）-20J ·K -1 （d ）20J ·K -16．题5中，反应在试管中进行时，其环境的∆S 环为（ ）。
（a ）200J ·K -1 （b ）-200J ·K -1 （c ）-180J ·K -1 （d ）180J ·K -17．在题5中，该反应系统可能做的最大非膨胀功为（ ）。
（a ）66000J （b ）-66000J （c ）54000J （d ）-54000J8．在383K ，101325Pa 下，1mol 过热水蒸气凝聚成水，则系统、环境及总的熵变为（ ）。
（a ）∆S 系 <0，∆S 环 <0，∆S 总 <0 （b ）∆S 系 <0，∆S 环 >0，∆S 总 >0 （c ）∆S 系 >0，∆S 环 >0，∆S 总 >0 （d ）∆S 系 <0，∆S 环 >0，∆S 总 <0 9．1mol van der waals 气体的TV S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂应等于（ ）。
热力学第二定律(习题)
热力学第二定律(习题)一、选择题1．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是（）．A．热力学第一定律指出内能能够与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能能够转化为其他形式的能，只是会产生其他阻碍，故两条定律并不矛盾C．两条定律差不多上有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．事实上，能量守恒定律差不多包含了热力学第一定律和热力学第二定律2．以下哪个现象不违抗热力学第二定律（）．A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变得更热B．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%C．桶中浑浊的泥水在静置一段时刻后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D．热量自发地从低温物体传到高温物体3．下列关于能量耗散的说法，正确的是（）．A．能量耗散使能的总量减少，违抗了能量守恒定律B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低4．关于能源，以下说法中正确的是（）．A．煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的B．能源的利用过程，实质上是能的转化和转移的过程C．到目前为止，人类所利用的所有能源实际上差不多上太阳能转化而成的D．核能和地热能来自地球本身5．当前世界上日益严峻的环境问题要紧源于（）．A．温室效应B．厄尔尼诺现象C．人类对环境的污染和破坏D．火山喷发和地震6．下列叙述中不正确的是（）．A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的要紧缘故D．“白色污染”是当前环境爱护亟待解决的问题之一7．如图所示为电冰箱的工作原理图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．那么，下列说法中正确的是（）．A．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸取热量B．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量C．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸取热量D．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量8．下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是（）．A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增人的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可不能减小9．第二类永动机不可能制成，这是因为（）．A．违抗了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化10．装有浑浊黄河水的杯子置于与它温度相同的绝热容器中，过一段时问，泥沙沉淀，则杯中水温将（）．A．升高B．不变C．下降D．无法确定二、填空题11．热量会自动地从________传给________，但可不能自发地从_____ ___传给________，这说明：热传导的过程是有________的，那个过程能够向一个方向自发地进行，然而向相反的方向不能________地进行，要实现相反方向的过程，必须有________，因而产生________或引起________．12．依照热力学定律和分子动理论，可知理想气体在温度升高时，内能（填：不变、增大、减小）；第二类永动机不可能制成的要紧缘故是违抗了13．只要确定了________，符合那个________的就叫做有序，有序和无序是相对的．无序意味着各处都一样，没有差别，而有序则相反．14．假如一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说那个“宏观态”是比较________．三、解答题15．依照你对熵增加原理的说明，举出一些系统从有序变为无序的例子．16．有一座瀑布的高度是50 m，流量为12 m3／s，打算在瀑布底部利用水流能发电，设在瀑布顶处水流速率与从发电机处水轮机内流出速率相等，且水流能有65％被利用，求安装的发电机功率最多多大？（g取10 m／s2）17．水能是可再生能源，可连续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源，若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3／s），落差为h，发电效率为 ，则全年发电量（kW·h）是多少？（g取10m／s2）【答案与解析】一、选择题1．【答案】B【解析】热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，机械能和内能的转化具有方向性，故B选项正确．2．【答案】C【解析】茶可不能自发地变得更热，选项A错误；不管什么样的热机，效率永久可不能达到100%，选项B错误；热量可不能自发地从低温物体传到高温物体，选项D错误。
(仅供参考)自测习题-第3章-热力学第二定律
10. 已知在汞的熔点—38.87 ℃附近，液体汞的密度小于固体汞的密度，因此汞
的熔点随外压增大而
，所依据的公式为
10. 1mol 理想气体在等温 T 下向真空膨胀，体积从 V1 变至 V2，吸热 Q， 其熵变为
A. ΔS =0 B. ΔS = R ln V2
V1
C. ΔS = Q > 0 D. ΔS = R ln p2
T
p1
1mol 理想气体绝热向真空膨胀，体积从 V1 变至 V2，其熵变为
A. ΔS =0 B. ΔS = R ln V2
热温商表达式δQ/T 中的 T 是什么含义？ A. 体系的摄氏温度 B. 体系的绝对温度 C. 环境的摄氏温度 D. 环境的绝对温度 6. 非理想气体经过一不可逆循环，下列表达式正确的是 A. ΔS=0 B. δQ/T=0 C. ΔS≠0 D. δQ/T>0 7. 非理想气体进行绝热可逆膨胀，那么 A. ΔS >0 B. ΔS=0 C. ΔS<0 D. 不一定 8. 熵增加原理适用于 A. 开放体系 B. 封闭体系 C. 绝热体系 D. 孤立体系 9. 理想气体进行绝热不可逆膨胀，那么 A. ΔS >0 B. ΔS=0 C. ΔS<0 D. 不一定
A. >0
B. =0 C. <0
D. 无法确定
24. 对于理想气体，下列偏微分中，数值小于零的是（ ）
A.
⎜⎛ ∂H ⎟⎞ ⎝ ∂S ⎠ p
B.
⎜⎜⎝⎛
∂H ∂p
⎟⎟⎠⎞ S
C.
⎜⎜⎝⎛
∂G ∂p
⎟⎟⎠⎞T
25. 下列关系式中，适合于理想气体的是（
D.
⎜⎜⎝⎛
∂S ∂p
⎟⎟⎠⎞T
第三章 热力学第二定律
第三章 热力学第二定律第一题 填空题1.一卡诺热机（可逆的），高温热源的温度为427K，热机效率为20%，其低温热源温度为K。
2.理想气体作卡诺循环，热源温度为127ºC，每一循环吸入热量418J，放给冷却器热量334J。
则冷却器的温度为。
3. 两条绝热线相交。
4. 一可逆卡诺热机低温热源的温度为7.00C，效率为40℅。
若要将其效率提高到50℅，则高温热源的温度需要提高几度？5. 同一理想气体的定压摩尔热容Cp大于定容摩尔热容Cv，其原因是6. 在一个孤立系统内，一切实际过程都向着的方向进行，这就是热力学第二定律的统计意义。
从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是。
7. 对于开放系统，由系统内部不可逆过程引起的熵变化称为__________；由系统与外界交换能量或物质引起的熵变化称为______________。
第二题 选择题1.不可逆过程指的是[ ]A．不能反向进行的过程。
B．系统不能回复到初始状态的过程。
C．外界有变化的过程。
D．有摩擦存在的过程或者非准静态过程。
2．在温度分别为400K和300K的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为[ ] A．25% B．50% C．75% D．91.4%3．根据热力学第二定律判断下列哪种说法是不正确的[ ]A. 热量可从高温物体传到低温物体，但不能自动从低温物体传到高温物体；B. 功可以全部变为热，但热不能全部变为功；C. 气体能够自由膨胀，但不能自由压缩；D. 气体绝热自由膨胀过程是可逆过程。
4．“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。
”对此说法，下列评述哪种是正确的：[A、不违]反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；B、不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；C、不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；D、违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。
5．一定量的理想气体，分别进行如图1所示的两个卡诺循环abcda 和'''''a d c b a 。
热力学第二定律练习题
一、 判断题1. 可逆热机效率最高。
在其它条件都相同时，与其它热机对比，可逆热机拖动火车行走的距离最长, 速度最慢。
2. 单组分均相封闭体系中，焓值在恒压只作体积功的条件下，随温度的升高而增大。
3. 单组分均相封闭体系中，熵值在恒压只作体积功的条件下，随温度的升高而减少。
4. 单组分均相封闭体系中，吉布斯自由能在恒压只作体积功的条件下，随温度的升高而减少。
5. 过程 的熵变 ，对于可逆途径用等号；对于不可逆途径用大于号。
因此完成过程 ，经可逆途径的ΔS 1大于经不可逆途径的ΔS2。
6. 因为熵是状态函数，所以只要始终态一定，ΔS 就是一定的，因而无论从始态到终态经历何种过程，其热温商的值也是一定的。
7. 在pV 图上，一条等温线和一条绝热线有可能相交两次。
8. 一理想气体系统自某一始态出发，分别进行可逆的定温膨胀和不可逆的定温膨胀，能够达到同一终态。
9. 一理想气体系统自某一始态出发，分别进行可逆的绝热膨胀和不可逆的绝热膨胀，不能够达到同一终态。
10. 热力学第二定律可以表述为"将热全部转变为功是不可能的；将功全部转变为热则是可能的。
11. 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。
12. 自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
13. 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。
14. 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。
15. 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是矛盾的。
二、 选择题1. 1mol 理想气体经绝热自由膨胀体积增大10倍，则物系的熵变为（ ）A ：ΔS=0 B: ΔS=19.1J/K C ：ΔS>19.1J/K D ：ΔS<19.1J/K2. H 2和O 2在绝热的钢瓶中反应生成水，体系的温度升高了，此时（ ）A ：ΔH=0B ：ΔS=0C ：ΔG=0D ：ΔU=03. 1mol 单原子理想气体，如图所示，从状态1变到状态2，对于这一过程，下列各式哪个是不正确的（ ） A ：ΔU=Q B ：ΔH=Q C ：ΔS<0 D ：ΔU<04. 理想气体的卡诺循环A →B →C →D →A, 当以S---T 图示时为（ ）5. 根据麦克斯韦关系，V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂应等于（ ） A ：T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B ：T S V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C ：－T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D ：－T S V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 6. 对1mol 理想气体，其T p S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂为（ ） A ： R B ： 0 C ： R/P D ： -R/P7. 对1mol 理想气体，其T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂为（ ） A ： R/V B ： 0 C ： R D ： -R/p8. 如上图，把隔板抽走后，左右两侧的气体（可视为理想气体）发生混合，则混合过程的熵变化为（ ） A ：0.994J.K -1 B ：0 C ：4.16J.K -1 D ：-4.16J.K -19. 1mol 理想气体在273K 时从1atm 等温可逆膨胀到0.1atm,则此过程的ΔG 为（ ）A ：1249 J•mol -1B ：5226 J•mol -1C ：5226 calD ： -5226 J•mol -110. 1mol 理想气体在简单的状态变化中从p1，V1，T1，变到p2，V2,T2，在计算该过程的熵变时，哪一式子不适用（ ）A ：1212ln lnp p R T T C S p -=∆ B ：1212ln ln p p R T T C S p +=∆C ：1212ln lnV V R T T C S V +=∆ D ：1212ln ln V V R p p C S V +=∆ 11. 一列火车在我国的铁路上行驶，在下列哪一种地理气候条件下，内燃机的热效率最高（ ）A ：南方的夏季B ：北方的夏季C ：南方的冬季D ：北方的冬季12. 在恒压恒熵条件下，对于不做非体积功的封闭体系，用下列哪个状态函数的增量来判断其自发变化的方向（ ） A ：H B ：S C ：A D ：G13. 热力学基本式dG=－SdT ＋Vdp 可适用下述哪一个过程（ ）A ：298K ，标况的水蒸发过程B ：理想气体真空膨胀C ：电解水制取氢D ：N2＋3H2→2NH3为达平衡14. 25℃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 ：∆S > 0，∆G < 0 ；B ：∆S < 0，∆G < 0 ；C ：∆S = 0，∆G = 0 ；D ：∆S = 0，∆G < 0 。
3热力学第二定律
3热力学第二定律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＋∑=1BBμd n B，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。
（）3、处在对应状态的两种不同气体，各自对于理想气体行为的偏离程度相同。
( )。
4、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。
( )5、隔离系统的熵是守恒的。
（）6、一定量理想气体的熵只是温度的函数。
（）7、绝热过程都是定熵过程。
（）8、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
（）9、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。
( )10、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。
（）11、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。
（）12、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。
（ ）13、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。
（ ）14、对于一定的始终态，可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。
（ ）15、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， （ ）16、一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程式计算其饱和蒸气压。
（ ）17、只要始、终状态一定，不管由始态到终态进行的过程是否可逆，熵变就一定。
（ ）18、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。
（ ）19、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。
（ ）20、气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q = 0，故其熵变等于零。
热力学第二定律练习题
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？ ⑴ 理想气体绝热自由膨胀过程；( ) ⑵ 实际气体节流膨胀过程；( ) ⑶ 理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； ( ) ⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；( ) ⑸ 0℃、pθ 时，水结成冰的相变过程；( ) ⑹ 理想气体卡诺循环。( )
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，若在恒容绝热反应中发生，则 △rUm _____ 0， △rSm _____ 0。 6. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格 理想气体经节流膨胀△U ___0， △S ___ 0，△G ___ 0。 7. 实际气体经节流膨胀后△S 0。
J 。
四、选择题
1. 理想气体绝热向真空膨胀，则 ( ) (A) △S = 0，W = 0 (B) △H = 0，△U = 0 (C) △G = 0，△H = 0 (D) △U = 0，△G = 0
2. 熵变 △S 是 (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) 2,3
一、判断题 1. 熵增加的过程一定是自发过程。
2. 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△S<0 。 3. 平衡态熵最大 。 4. 自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 5. 吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 7. 系统由V1膨胀到V2, 其中经过可逆途径时做的功最多。 8. 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。 9. 理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以-pdV=0， 此过程温度不变dU=0，代入热力学基本方程dU=TdS-pdV，因而 可得dS=0，为恒熵过程 。
第3章 热力学第二定律自我测试题
第三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∆S = ∆H/T 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∆S = ∆H/T >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V1膨胀到V2，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。
二、单选题：1．∆S = ∆H/T适合于下列过程中的哪一个？(A) 恒压过程； (B) 绝热过程；(C) 恒温过程； (D) 可逆相变过程。
2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：(A) 跑的最快； (B) 跑的最慢；(C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。
3第三章 热力学第二定律 自测题
第三章热力学第二定律(1)第一组选择填空：1.热力学第二定律的经典表述方式很多，下面哪种说法不是热力学第二定律。
（）A. 热不能自动从低温物体流向高温物体，而不引起其它变化；B. 不可能从单一热源吸热做功而不产生其它影响；C.第一类永动机是不可能的；D.第二类永动机是不可能的2. 封闭系统中任意绝热可逆过程的熵变∆S（）。
A.>0；B. < 0；C. = 0；D. 无法确定3．根据熵的统计意义(混乱度的量度）可以判断下列过程中何者的熵值增大？ ( ) (A) 水蒸气冷却成水 (B) 石灰石分解生成石灰(C) 乙烯聚合成聚乙烯 (D) 理想气体绝热可逆膨胀4. 热力学第三定律的表述为（）。
A. 0K时固体的熵等于零；B. 标准状态下固体的熵等于零；A.标准状态下完美晶体的熵等于零； D. 0K时完美晶体的熵等于零5. 将100℃、101.325 kPa的1 mol水置于密闭真空容器中，蒸发为同温同压下的水蒸气，过程的下列各量何者等于零？（）A.∆G；B. ∆H；C. ∆S(系)；D. ∆S(环)6. 上题中的∆G可否作为过程能否自发进行或达到平衡的判据？（）。
A. 可以；B. 不可以；C. 无法确定7. 一定量的某真实气体，经节流膨胀后使系统的温度下降，p、V之积变大，此过程的下列各量何者小于零？（）A.Q；B. ∆H；C. ∆U；D. ∆S8. 2 mol 某理想气体，其C V ,m =2.5R ，由600 K 、400kPa 的始态变为600 K 、200kPa 的末态，此过程的下列各量中无法求得确定值的是哪一个？（ ）A. W ；B. ∆H ；C. ∆S ；D. ∆G9. 对任意均相封闭系统，下面的偏微分小于零的是哪一个？（ ）A. p T H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂； B. T p G ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂； C. T V A ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂； D. p T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂10 在一定T 、p 下，气化焓 Δvap H ,熔化焓 Δfus H 和升华焓 Δsub H 的关系：(A) Δsub H > Δvap H(B) Δsub H > Δfus H (C) Δsub H = Δvap H + Δfus H(D) Δvap H > Δsub H第二组选择填空：1. 根据热力学第二定律可知，任一循环过程中的（ ）。
第3章热力学第二定律
P199复习题1、指出下列公式的适用范围：（1）∑-=∆BB B mix x n R S ln ：理想气体或理想溶液的等温、等压混合过程。
（2）22,,121121ln ln T T p m V mT T nC nC p V S nR dT nR dT p T V T ⎛⎫⎛⎫∆=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰⎰：理想气体的物质的量一定从T 1，p 1，V 1到T 2，p 2，V 2的过程。
（3）dU=TdS －pdV ：单组分均相封闭系统只做体积功的过程。
（4）G Vdp ∆=⎰：单组分均相封闭系统只做体积功的等温过程。
（5）S ∆、A ∆、G ∆作为判据时必须满足的条件：熵判据：用于隔离系统或绝热系统：dS U ，V ，Wf ＝0≥0。
亥姆霍兹自由能判据：在等温容下不作其它功的条件下，过程总是沿着A 降低的方向进行，直到A 不再改变，即dA ＝0时便达到该条件下的平衡态。
吉布斯自由能判据：等温等压下不作其它功的条件下，过程总是沿着G 降低的方向进行，直到G 不再改变，即dG ＝0时便达到该条件下的平衡态。
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。
答：前半句错。
自发过程一定是不可逆的，而并不是所有的不可逆过程都是自发的。
对有些不可逆过程通过对其做功，可使它自发进行。
（2）凡是熵增加的过程都是自发过程。
答：错。
熵判据用于隔离系统或绝热系统：dS U ，V ，Wf ＝0≥0。
（3）不可逆过程的熵永不减少。
答：错。
对于隔离系统或绝热系统中发生的不可逆过程的熵永不减少。
（4）系统达到平衡时，熵值最大，Gibbs 自由能最小。
答：错。
在隔离系统或绝热系统中，系统达到平衡时，熵值最大。
在等温等压下不作其它功的系统中，系统达到平衡时，Gibbs 自由能最小。
（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，0S ∆<的过程不可能发生。
答：错。
对于隔离系统或绝热系统热力学能和体积恒定时，0S ∆<的过程不可能发生。
第三章第四节热力学第二定律 课堂练习含试卷分析详解高中物理粤教版选修3-3
1．(双选)根据热力学第二定律，下列说法中正确的是()A．不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功，而不引起其他变化B．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化D．在火力发电中，燃气的内能不可能全部变为电能解析：选AD.热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，不可能从单一热源吸收能量，意味着不仅要从一个热源吸热，而且一定会向另一个热源放热，故A对；机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须有外界的帮助，故B错；冰箱向外传递热量时消耗了电能，故C错；火力发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能向机械能转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不会全部变为电能，故D对．2．(双选)对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是()A．系统的总熵只能增大，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选AC.在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故A正确，B错误．根据熵增加原理，该系统只能是从比较有序的状态向更加无序的状态发展，故C正确，D错误．故选AC.3．(双选)下列关于能量转化的说法中，正确的是()A．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能B．机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能C．机械能不可以转化为内能，但内能可以转化为机械能D．机械能可以转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化解析：选BD.由能的转化和守恒定律及能量守恒定律知，各种形式的能量之间可以相互转化，但是内能在转化为机械能的过程中，由于内能的各种耗散，不会完全转化为机械能．故B、D正确．4．(双选)用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象，正确的说法是()A．这一实验过程不违反热力学第二定律B．在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温C．在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能解析：选AB.温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，转化效率低于100%，不违反热力学第二定律．热水温度降低，冷水温度升高，故A、B正确，C、D错误．5．关于热力学定律，下列说法正确的是________．A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：根据热力学第一定律A对B错；根据热力学第二定律，若有外界的影响，则可实现从单一热源吸热使之完全变为功以及使热量从低温物体传到高温物体，C对D错；由宏观热现象的方向性知，E是正确的．答案：ACE。
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第三章 热力学第二定律自测题
一、选择题
1．理想气体与温度为T 的大热源接触做等温膨胀，吸热Q ，所做的功是变到相同终态的最大功的20%，，则系统的熵变为（ ）。
（a ）T
Q
（b ）0 （c ）
T Q 5 （d ）T
Q - 2．系统经历一个不可逆循环后（ ）。
（a ）系统的熵增加 （b ）系统吸热大于对外做功 （c ）环境的熵一定增加 （d ）环境热力学能减少 3．室温下对一定量的纯物而言，当W f =0时，V
T A ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂值为（ ）。
（a ）>0 （b ）<0 （c ）0 （d ）无定值 4．B
B n S n T p H p G ,,⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂，该式使用条件为（ ）。
（a ）等温过程 （b ）等熵过程
（c ）等温、等熵过程 （d ）任何热力学平衡系统
5．某化学反应若在300K ，101325Pa 下在试管中进行时放热6⨯104 J ，若在相同条件下通过可逆电池进行反应，则吸热6⨯103 J ，该化学反应的熵变∆S 系为（ ）。
（a ）-200J ·K -1 （b ）200J ·K -1 （c ）-20J ·K -1 （d ）20J ·K -1
6．题5中，反应在试管中进行时，其环境的∆S 环为（ ）。
（a ）200J ·K -1 （b ）-200J ·K -1
（c ）-180J ·K -1 （d ）180J ·K -1
7．在题5中，该反应系统可能做的最大非膨胀功为（ ）。
（a ）66000J （b ）-66000J （c ）54000J （d ）-54000J 8．在383K ，101325Pa 下，1mol 过热水蒸气凝聚成水，则系统、环境及总的熵变为（ ）。
（a ）∆S 系 <0，∆S 环 <0，∆S 总 <0 （b ）∆S 系 <0，∆S 环 >0，∆S 总 >0 （c ）∆S 系 >0，∆S 环 >0，∆S 总 >0 （d ）∆S 系 <0，∆S 环 >0，∆S 总 <0 9．1mol van der waals 气体的T
V S ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂应等于（ ）。
（a ）
b V R m - （b ）m V R （
c ）0 （
d ）b
V R
m -- 10．可逆机的效率最高，在其他条件相同的情况下假设由可逆机牵引火车，其速度将（ ）。
（a ）最快 （b ）最慢 （c ）中等 （d ）不确定 11．水处于图中A 点所指状态，则C p 与C V
（a ）C p > C V （b ）C p < C V （c ）C p = C V （d ）无法比较
12．在纯物的S -T 图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为V T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= x 和p
T S ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂= y ，则在该点两曲线的斜率关系为（ ）。
（a ）x < y （b ）x = y
V
（c ）x > y （d ）无确定关系
13．热力学基本式d G =－S d T + V d p 可适用的过程是（ ）。
（a ）298K ，101325Pa 的水蒸发过程 （b ）理想气体真空膨胀 （c ）电解水制取氢 （d ）N 2+3H 2==2NH 3未达平衡
14．某气体状态方程为p = f (V )·T ，f (V )仅表示体积的函数，问在恒温下该气体的熵是随体积V 的增加而（ ）。
（a ）增加 （b ）下降 （c ）不变 （d ）不确定
15．从热力学基本关系式得知 等于( )。
（a ） （b ） （c ） （d ）
二、填空题
1．在恒熵、恒容、不做非膨胀功的封闭系统中，当热力学函数 到达最 值的状态为平衡状态。
2．1mol 单原子理想气体从p 1，T 1，V 1等容冷却到p 2，T 2，V 1，则该过程的∆U 0，∆S 0，W 0（填“>”，“<”，“=”，）。
3．298K 气相反应CO(g)+1/2O 2(g)==CO 2(g)，该反应的∆G ∆A ，∆U ∆H （填“>”，“<”，“=”）。
4．实际气体的节流膨胀∆S = 。
5．理想气体在273K 及2⨯p θ下，分别按下列两种方式膨胀：（a ）恒温可逆；（b ）绝热可逆。
试将上述两个过程中热力学变化量的大小用
T V A )/(∂∂(/)p G T ∂∂(/)S H T ∂∂(/)S U V ∂∂(/)p H S ∂∂
“+”，“-”，“0”表示，“×”表示无法判断，填入下表。
6．服从p (V m －b )=RT 状态方程的实际气体经节流膨胀后温度将 。
三、证明题
证明：范德华气体，状态方程RT b V V a
p m m
=-+))((2绝热向真空膨胀后，气体的温度降低。
四、计算题
1．一可逆机，在三个热源间工作，当热机从热源T 1吸热1200J 做功200J 时，求：
（1）其他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。
已知各热源的温度分别为400K ，300K ，200K 。
2．取273.15K, 3×101.325kPa 的氧气10L ，反抗恒外压101.325kPa 进行绝热不可逆膨胀，求该过程的Q ，W ，∆U ，∆H ，∆S ，∆G ，∆A 。
已知氧气在298K 时的规定熵为205 J ·K -1·mol -1。
3．某实际气体的状态方程为pV =nRT +αp +βp 2，式中α，β为常数，在等温下将物质的量为n 的气体从p 1压缩到p 2，试计算该气体的∆A 和∆G 。
4．1摩尔水在373K, p θ时等温向真空容器蒸发,使终态压力为0.5⨯ p θ,已知水在p θ下的汽化热为40.66kJ ⋅mol -1,求该过程的∆U , ∆H , ∆S , ∆A ,
∆G 各为多少?
参考答案
（记得先做一下再看答案哦）
一、
ccbdd ；abdab ；cabad 二、
1．U ，小；2．<，<，=；3．<，>；4．dp T
V p p ⎰-2
1
；
5．
6．升高（提示：首先证明μ J-T =－b /C p <0）； 四、
1．（1）Q 2 =1200J ，Q 3 =200J
（2）∆S 1=3J ·K -1，∆S 2=－4J ·K -1，∆S 3=1J ·K -1，∆S 总=0； 2．Q =0，W =∆U =－1448J ，∆H =－2028J ，∆S =4J ·K -1，∆G =10500J ，∆A =11130J ；
3．)(2
ln
212
212p p p p nRT A --=β∆ )(2
)(ln
212
21212p p p p p p nRT G --+=βα∆； 4．∆H =－40.66kJ ，∆U =37.56kJ ，∆S =114.8J ·K -1，∆G =-2160J ，∆A =-5260J ；。