3.热力学第二定律

第三章 热力学第二定律概念理解

一、判断题

1. 不可逆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的∆S < 0。

3. 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。

4. 平衡态的熵最大。

5. 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相矛盾。

6. 吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

7．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。

8．系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。

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，∆U = 0，代入热力学基本方程dU = TdS - pdV ，因而可得dS = 0，为恒熵过程。

10. 某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值。

11. 在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。

12. 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。

13. 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，由方程dG=-SdT+Vdp 可得ΔG = 0。

14. 熵增加的过程一定是自发过程。

15. 自然界发生的过程一定是不可逆过程。

16. 系统达平衡时，Gibbs 自由能最小。

17. 体系状态变化了，所有的状态函数都要变化。

18. 当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。

19. 相变过程的熵变可由(Qtra/Ttra)计算。

20. 一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

二、选择题

21. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中系统的熵变ΔSsys 及环境的熵变ΔSsur 应为：

(A)sys sur 0,0S S ∆>∆= (B)sys sur 0,0S S ∆<∆= (C)sys sur 0,0S S ∆>∆< (D)sys sur 0,0S S ∆<∆>

22. 在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变：

(A)大于零 (B)小于零 (C)等于零 (D)不能确定

23. H2(g)和O2(g)在绝热钢瓶中化合生成水的过程：

(A)0H ∆= (B)0U ∆= (C)0S ∆= (D)0G ∆=

24. 在大气压力和273.15K 下水凝结为冰，判断下列热力学量中哪一个一定为零：

(A)U ∆ (B)H ∆ (C)S ∆ (D)G ∆

25. 在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，系统的热力学函数变化值在下列结论中正确的是：

(A)0U

∆= (B)0A ∆= (C)0S ∆= (D)0G ∆=

26. 单原子分子理想气体的CV,m=1.5R ，温度由T1变到T2时，等压过程系统的熵变 ΔSp 与等容过程熵变ΔSV 之比是：

(A)11: (B)21: (C)35: (D)53:

27. 1×10-3kg 水在373K 、101.325kPa 的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为ΔU1、ΔH1和ΔG1；现把1×10-3kg 水（温度、压力同上）放在恒温373K 的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101.325kPa ，这时热力学函数变量为ΔU2、ΔH2和ΔG2，这两组热力学函数的关系为：

(A)121212,,U U H H G G ∆>∆∆>∆∆>∆ (B)121212,,U U H H G G ∆<∆∆<∆∆<∆

(C)121212,,U U H H G G ∆=∆∆=∆∆=∆ (D)121212,,U U H H G G ∆=∆∆>∆∆=∆

28. 298K 时，1mol 理想气体等温膨胀，压力从1000kPa 变到100kPa ，系统Gibbs 自由能变化值为：

(A)0.04kJ (B)-12.4kJ (C)1.24kJ (D)-5.70kJ

29. 对于不做非体积功的隔离系统，熵判据为：

(A),(d )0T U S ≥ (B),(d )0p U S ≥ (C),(d )0U p S ≥ (D),(d )0U V S ≥

30. 某气体的状态方程为pVm=RT+ap ，其中a 为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其热力学能：

(A)不变 (B)增大 (C)减少 (D)不能确定

31. 封闭系统中，若某过程的ΔA ＝WR ，应满足的条件是：

(A)等温、可逆过程 (B)等容、可逆过程

(C)等温等压、可逆过程 (D)等温、等容可逆过程

32. 热力学第三定律可以表示为：

(A)在0K 时，任何晶体的熵等于零 (B)在0K 时，任何完整晶体的熵等于零

(C)在0℃时，任何晶体的熵等于零 (D)在0℃时，任何完整晶体的熵等于零

33. 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

34. 在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是：

(A)不变 (B)可能增大或减小 (C)总是增大 (D)总是减小

35. 理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：

(A)∆Ssys > 0，∆Ssur > 0 (B)∆Ssys < 0，∆Ssur < 0 (C)∆Ssys > 0，∆Ssur = 0 (D)∆Ssys > 0，∆Ssur< 0

36. 实际气体CO2经节流膨胀后，温度下降，那么：

(A)∆Ssys > 0，∆Ssur > 0 (B)∆Ssys < 0，∆Ssur > 0 (C)∆Ssys > 0，∆Ssur = 0 (D)∆Ssys< 0，∆Ssur= 0

37. 如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：

(A)图⑴

(B)

图⑵ (C)图⑶ (D)图⑷