物理化学 第二章 热力学第二定律 练习题
物理化学 第二章 热力学第二定律 练习题
热力学第二定律
解决的问题
物理变化和化学变化
过程中方向和限度问题
基本要求及主要公式 自发过程的共同特征—不可逆性，由此 引出第二定律的经验表述 一.第二定律的经验表述 1．克劳修斯说法：不能把热从低温物体传到 高温物体而不引起任何变化。 2．开尔文说法：不能从单一热源取热使之全 部变为功而不引起任何变化。或第二类永 动机是根本造不成的。
4．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可在始
末态间设计一条绝热可逆途径来计算。 (×) 5．平衡态熵最大。 (× )
6．冰在0℃，101.325kPa下，转化为液态水， 其熵变△S=△H/T＞0，所以该过程为自发 过程。 (× )
7．在等温等压下，吉布斯函数的改变量大于
零化学变化都不能进行。 (× )
p1 p2
若理想气体上式为△G=nRT㏑p2/p1
四、热力学函数的数学表达式 封闭体系，非体积功为零，可逆过程 dU=TdS-pdV
dH=TdS+Vdp
dA=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp
练 习 题
一、判断题 以下说法对吗？ 1．自发过程一定是不可逆过程 (√)
2．熵增加过程一定是自发过程。 (×) 3．绝热可逆过程的△S=0，绝热不可逆过程 的△S＞0。 (√)
（3）熵 （4）吉布斯函数 (3)
4．1mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则 （1）△G＞△A （2）△G＜△A （3）△G=△A （4）无法比较 (3)
A U T S等Biblioteka 过程: G H T S
U 0
H 0
在相同的始终态之间:△S相等
G A
5．熵变的计算 （1）封闭体系简单状态变化 a、等温可逆 △S=QR/T b、等容过程 c、等压过程
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 −
物理化学习题2-热力学第二定律
物理化学测验（二）2003-04-12一、填空题。
在题中“____”处填上答案。
1、(本小题1分)公式的适用条件是 ， 。
2、(本小题1分)理想气体节流膨胀时， 0。
（选填 >，=，<） 3、(本小题2分)按系统与环境之间物质及能量的传递情况，系统可分为 系统、 系统、 系统。
4、(本小题2分)已知∆f H (FeO , s , 298 K) =－226.5 kJ ·mol -1； ∆f H (CO 2 , g , 298 K) =－393.51 kJ ·mol -1； ∆f H (Fe 2O 3 , s , 298 K) =－821.32 kJ ·mol -1； ∆f H (CO , g , 298 K) =－110.54 kJ ·mol -1；则 Fe 2O 3(s) + CO(g) == 2FeO(s) + CO 2(g)反应的∆r H (298 K) = 。
5、(本小题2分)某气体的C p ,m = 29.16 J ·K -1·mol -1，1 mol 该气体在等压下，温度由20℃变为10℃，则其熵变∆S = 。
6、(本小题2分)绝热不可逆膨胀过程系统的∆S 0，绝热不可逆压缩过程系统的∆S 0。
（选填 >，< 或 = ）7、(本小题5分)5 mol 某理想气体由27℃，10 kPa 恒温可逆压缩到100 kPa ，则该过程的∆U = ，∆H = ，Q = ，∆S = 。
8、(本小题2分)公式∆A=W’的适用条件是 ， 。
9、(本小题2分)1 mol 理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍，则此过程的∆S = 。
10、(本小题2分)一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞，内装理想气体，气缸内壁绕有电阻为R 的电阻丝，以电流I 通电加热，气体慢慢膨胀，这是一个 过程，当通电时间t 后，∆H = 。
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 = ∫
物理化学热二律练习题
热力学第二定律练习题1．关于热力学第二定律，下列说法不正确的是：A. 第二类永动机是不可能制造出来的B. 把热从低温物体传到高温物体，不引起其它变化 是不可能的C. 一切实际过程都是热力学不可逆过程D. 功可以全部转化为热，但热一定不能全部转化为功2．应用克劳修斯不等式 Q dS T δ≥环判断，下列不正确的是： A.QdS T δ=环必为可逆过程或处于平衡状态 B.Q dS T δ>环必为不可逆过程 C.Q dS T δ>环必为自发过程 D.QdS T δ<环违反卡诺定理和第二定律，过程不可能发生3．下列计算熵变公式中，错误的是：A. 水在25℃、p ө下蒸发为水蒸气：T G H S Δ−Δ=Δ B. 任意可逆过程： RT Q δdS ⎟⎠⎞⎜⎝⎛= C. 环境的熵变：环体系环境T Q S −=ΔD. 在等温等压下，可逆电池反应：T H S Δ=Δ4．一理想气体与温度为T 的热源接触，分别做 等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一终态， 已知 ，下列式子中不正确的是：Ir R 2W W =A.B ．Ir R S S Δ>ΔIr R S S Δ=ΔC. T Q S Ir R 2=Δ D. (等温可逆)总S Δ0=Δ+Δ=环体S S 总S Δ(等温不可逆)0>Δ+Δ=环体S S5．在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化：A ．不变 B. 可能增大或减小C ．总是增大 D. 总是减小6．某系统经历一个不可逆循环后，下列正确的是A. ΔS体＞0，ΔS环＞0B. ΔS体＝0，ΔS环＝0C. ΔS体＞0，ΔS环＝0D. ΔS体＝0，ΔS环＞07．一定量理想气体经绝热恒外压压缩至终态，这时系统和环境的熵变应为A. ΔS体＞0，ΔS环＞0B. ΔS体＜0，ΔS环＜0C. ΔS体＞0，ΔS环＝0D. ΔS体＜0，ΔS环＝08．实际气体CO2经节流膨胀后温度下降，则：A. ∆S(体) > 0，∆S(环) > 0B. ∆S(体) < 0，∆S(环) > 0C. ∆S(体) > 0，∆S(环) = 0D. ∆S(体) < 0，∆S(环) = 09．实际气体进行绝热自由膨胀，ΔU和ΔS的变化为A. ΔU＝0，ΔS＞0B. ΔU＜0，ΔS＜0C. ΔU＝0，ΔS＝0D. ΔU＞0，ΔS＞010．1mol理想气体从p1、V1、T1分别经：(a) 绝热可逆膨胀到p2、V2、T2；(b) 绝热恒外压膨胀到p3、V3、T3，若p2 = p3，则A. T3＝T2，V3＝V2，S3＝S2B. T3＞T2，V3＜V2，S3＜S2C. T3＞T2，V3＞V2，S3＞S2D. T3＜T2，V3＞V2，S3＜S211．n mol某气体的恒容下由T1加热到T2，其熵变为ΔS1，相同量的气体在恒压下由T1加热到T2，其熵变为ΔS2，则ΔS1与ΔS2的关系为A. ΔS1 >ΔS2B. ΔS1 =ΔS2C. ΔS1 <ΔS2D. ΔS1 =ΔS2 = 012．当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变∆S = l0 J·K-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/10，该变化中从热源吸热：A. 5000JB. 500JC. 50JD. 100J13．由1mol理想气体A[C V，m(A)＝2.5R]与1mol理想气体B[C V，m(B)＝3.5R]组成理想气体混合物。
物化练习（热力学第二定律）厦门大学物化试题
物化练习（热⼒学第⼆定律）厦门⼤学物化试题物理化学练习(热⼒学第⼆定律2006.4)⼀、选择题 (共18题)1.公式dG = -SdT + Vdp 可适⽤下述哪⼀过程:(A) 298K 、101325Pa 下的⽔蒸发过程 (B) 理想⽓体真空膨胀 (C) 电解⽔制取氢(D) N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g)未达平衡2.理想⽓体在等温条件下，经恒外压压缩⾄稳定，此变化中的体系熵变 S 体及环境熵变S环应为：3. 在101.3 kPa 下,110C 的⽔变为110C ⽔蒸⽓吸热Q p ,在该相变过程中下列哪个关系式不成⽴？()(A) S 体 > 0 (B) S 环不确定 (C) S 体 + S 环〉0 (D)S 环 < 04. 某体系分A,B 两部分，这两部分的热⼒学概率分别为A 和B ,则整个体系的微观状态数与 A , B 的关系为：( )(A ) = A B ( B ) = B / A (C)= A + B( D )= B — A5.下列对物质临界点性质的描述哪⼀个是错误的( )(A) 液相摩尔体积与⽓相摩尔体积相等 (B) 液相与⽓相的临界⾯消失(C) 汽化热为零(D) 固、液、⽓三相共存6.2 mol 液态苯在其正常沸点(353.2 K)和101.325 kPa 下蒸发为苯蒸⽓，该过程的△vap F等于( )(A) 23.48 kJ (B) 5.87 kJ (C)2.94 kJ(D) 1.47 kJ7.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△ S = △ 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(A)S 体 > 0 , S 环 < 0(C) S 体 > 0 , S 环=0 (B)S 体 < 0 , S 环〉0(D) S 体 < 0 , S 环=0(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)(B) (3)，(4) (C) (2)， (3)(D) (1)， (4)8.将氧⽓分装在同⼀⽓缸的两个⽓室内,其中左⽓室内氧⽓状态为p 1=101.3 kPa , V 1=2dm 3,p 2=101.3 kPa,V 2=1 dm 3,T 2=273.2 K ；现将⽓室中间的隔板抽掉分混合。
大学物理化学第02章 热力学第二定律
D.484.2 J
2 V
20.ΔH=Qp 适用于下列哪个过程（ ）
A.理想气体从 100kPa 向真空膨胀 B.273K、100kPa 下冰融化成水
C.298K、100kPa 下 电解硫酸铜水溶液 D.气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态Ⅱ。
21.当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则（ ）。
A.焓不变 B.内能增加 C.焓增加
A.吸收热量 40J
B.吸收热量 360J C.放出热量 40J
D.放出热量 360J
3. 理想气体经等温可逆和等温不可逆膨胀两条途径，从状态Ⅰ到状态Ⅱ，试判断下例关系式哪 个成立？(只考虑数值) ( )
A.Q1>Q2
B.W1>W2 C. W1<W2 D.(Q1+W1) >(Q2+W2 )
4.某理想气体绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后，其温度：( )
18. 在一绝热箱中置一隔板，将其分为左右两部分，如图所示。今在左右两侧分别通入温度 与压力皆不相同的同种气体，当隔板抽走后气体发生混合。若以气体为系统，则（ ）。
A. Q=0,W=0, ΔU=0 C.Q=0,W<0, ΔU>0
B.Q<0,W=0, ΔU<0 D.Q<0,W>0, ΔU<0
绝热壁
T1、p1
-5-
A.r Hm 为 H2O(l)的生成热
B.r Hm 为 H2 (g)的燃烧热
C. r Hm与反应的rUm数值不等 D.ΔH 与r Hm数值相等
42.对一化学反应，若已知其 CP = (∑Cp)产物 - (∑Cp)反应物 >0，则（ ）
A.ΔH 随温度升高而减少
B.ΔH 随温度升高而增大
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。
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。
热力学第二定律齐齐哈尔大学物理化学考试参考
热力学第二定律齐齐哈尔大学物理化学考试参考3.3 卡诺热机在T 1=900K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作。
求：（1）热机效率η；（2）当向低温热源放热－Q 2=100kJ 时，系统从高温热源吸热Q 1及对环境所作的功－W 。
3.7 已知水的比定压热容c p ＝4.184 J·g -1·K -1。
今有1 kg ，10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水，求各过程的∆S sys ，∆S amb ，及∆S iso 。
（1）系统与100℃热源接触；（2）系统先与55℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触；（3）系统先后与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃热源接触。
解：（1）21312sys 1373.15d ln 110 4.184ln 1154.8J K 283.15T p pT mc T S T mc T T -∆===⨯⨯⨯=⋅⎰ 3amb 11amb amb amb amb()110 4.184(373.15283.15)1009.1J K 373.15p mc T T Q S T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅ 1iso sys amb 1154.81009.1145.7J K S S S -∆=∆+∆=-=⋅ （2）amb,11,131sys,11328.15d ln 110 4.184ln 617.1J K 283.15T pamb p T mc T S T mc T T -∆===⨯⨯⨯=⋅⎰ 3amb,11amb,11amb,1amb,1amb,1()110 4.184(328.15283.15)573.8J K 328.15p mc T T Q S T T ----⨯⨯⨯-∆====-⋅ amb,2amb,1,231sys,2,1373.15d ln 110 4.184ln 537.7J K 328.15T pamb p T amb mc T S T mc T T -∆===⨯⨯⨯=⋅⎰ 3amb,2,1amb,2amb,2amb,2amb,2()110 4.184(373.15328.15)373.15p amb mc T T Q S T T ---⨯⨯⨯-∆=== 1504.6J K -=-⋅ 1sys sys,1sys,2617.1537.71154.8J K S S S -∆=∆+∆=+=⋅1amb amb,1amb,2(537.8)(504.6)1078.4J K S S S -∆=∆+∆=-+-=-⋅m S (298K)=205.1J·mol -1·K -1。
大学物理化学2-热力学第二定律课后习题及答案
热力学第二定律课后习题答案习题1在300 K ，100 kPa 压力下，2 mol A 和2 mol B 的理想气体定温、定压混合后，再定容加热到600 K 。
求整个过程的∆S 为若干？已知C V ,m ,A = 1.5 R ，C V ,m ,B = 2.5 R[题解]⎪⎩⎪⎨⎧B(g)2mol A(g)2mol ，，纯态 3001001K kPa，（）−→−−−−混合态，，2mol A 2mol B100kPa 300K 1+==⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪p T 定容（）−→−−2混合态，，2mol A 2mol B 600K 2+=⎧⎨⎪⎩⎪T ∆S = ∆S 1 + ∆S 2，n = 2 mol∆S 1 = 2nR ln ( 2V / V ) = 2nR ln2 ∆S 2 = ( 1.5nR + 2.5nR ) ln （T 2 / T 1）= 4nR ln2 所以∆S = 6nR ln2= ( 6 ⨯ 2 mol ⨯ 8.314 J ·K -1·mol -1 ) ln2 = 69.15 J ·K -1 [导引]本题第一步为理想气体定温定压下的混合熵，相当于发生混合的气体分别在定温条件下的降压过程，第二步可视为两种理想气体分别进行定容降温过程，计算本题的关键是掌握理想气体各种变化过程熵变的计算公式。
习题22 mol 某理想气体，其定容摩尔热容C v ，m =1.5R ，由500 K ，405.2 kPa 的始态，依次经历下列过程：(1)恒外压202.6 kPa 下，绝热膨胀至平衡态； (2)再可逆绝热膨胀至101.3 kPa ； (3)最后定容加热至500 K 的终态。
试求整个过程的Q ，W ，∆U ，∆H 及∆S 。
[题解] （1）Q 1 = 0，∆U 1 = W 1， nC V ,m （T 2－T 1）)(1122su p nRT p nRT p --=， K400546.2022.405)(5.11221211212====-=-T T kPa p kPa p T p T p T T ，得，代入，（2）Q 2 = 0，T T p p 3223111535325=-=-=--()γγγγ，， T T 320.42303==-()K（3）∆V = 0，W 3 = 0，Q U nC T T V 3343232831450030314491==-=⨯⨯⨯-=∆,()[.(.)].m J kJp p T T 434350030310131671==⨯=(.).kPa kPa 整个过程：Q = Q 1 + Q 2+ Q 3 =4.91kJ ，∆U = 0，∆H = 0，Q + W = ∆U ，故W =－Q =－4.91 kJ∆S nR p p ==⨯=--ln (.ln ..).141128314405616711475J K J K ··[导引]本题的变化过程为单纯pVT 变化，其中U 、H 和S 是状态函数，而理想气体的U 和H 都只是温度的函数，始终态温度未变，故∆U = 0，∆H = 0。
南京大学《物理化学》考试 第二章 热力学第二定律
第二章热力学第二定律物化试卷（一）1．理想气体绝热向真空膨胀，则：(A) ΔS = 0 ， W = 0 (B) ΔH = 0，ΔU = 0(C) ΔG = 0，ΔH = 0 (D) ΔU = 0，ΔG =02．熵变ΔS是： (1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数 以上说法正确的是：(A) 1,2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 43． 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) 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) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定4． 在标准压力，273.15 K下水凝结为冰，判断体系的下列热力学量中何者一定为零？(A) ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG5． 水在 100℃，标准压力下沸腾时，下列各量何者增加？(A) 熵 (B) 汽化热 (C) 吉布斯自由能 (D) 蒸气压6． 在 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：(A) ΔU = 0 (B) ΔF = 0(C) ΔS = 0 (D) ΔG = 07． 在 270 K,101.325 kPa 下，1 mol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) ΔS(体系)< 0 ， ΔS(环境)< 0 (B) ΔS(体系)< 0 ， ΔS(环境)> 0(C) ΔS(体系)> 0 ， ΔS(环境)< 0 (D) ΔS(体系)> 0 ， ΔS(环境)> 08． 理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定, 此变化中的体系熵变ΔS(体)及环境熵变ΔS(环)应为：(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)= 09．一个由气相变为凝聚相的化学反应，在恒温恒容下自发进行,问下列各组答案中,哪一个是正确的?(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)=010． 在一简单的(单组分,单相,各向同性)封闭体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自由能值随温度升高如何变化?(A) (TG/TT)p> 0 (B) (TG/TT)p< 0(/(C) (TG/TT)p= 0 (D) 视具体体系而定11． 某气体的状态方程为p V(m) = RT +αp，其中α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12． 下列四个关系式中,哪一个不是麦克斯韦关系式?(A) (TT/TV)s=(TV/TS)p (B) (TT/Tp)s=(TV/TS)p(C) (TS/TV)T=(Tp/TT)v (D) (TS/Tp)T= -(TV/TT)p13． 下列各式中哪个是化学势？(A) (?T H/?T n(B))T,S, (B) (?T F/?T n(B))T,p,(C) (?T G/?T n(B))T,V, (D) (?T U/?T n(B))S,V,14． 298 K，标准压力下，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为 2 dm3（溶有 0.5 mol 萘）， 第二瓶为 1 dm3（溶有 0.25 mol 萘），若以μ1，μ2分别表示两瓶中萘的化学势，则：(A)μ1 = 10μ2 (B)μ2= 2μ2(C) μ1 = μ2(D) μ1= 0.5μ215． 重结晶制取纯盐的过程中，析出的 NaCl 固体的化学势与母液中 NaCl 的化学势比较，高低如何？(A) 高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较16． 热力学第三定律可以表示为：(A) 在0 K 时,任何晶体的熵等于零 (B) 在0 K 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零17．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ΔS =ΔH 相变/T 相变(2) 体系经历一自发过程总有 ΔS > 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) (B) (3)，(4)(C) (2)，(3)(D) (1)，(4)18． 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19． 在263 K的过冷水凝结成263 K的冰,则：(A) ΔS<0 (B) ΔS>0 (C) ΔS=0 (D) 无法确定20． 在标准压力和268.15 K下,冰变为水,体系的熵变ΔS体应：(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定第二章热力学第二定律物化试卷（二）1． 2 mol H2和 2 mol Cl2在绝热钢筒内反应生成 HCl 气体，起始时为常温常压。
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。
物理化学试题
物理化学练习题第一章热力学第一定律一、填空题2、 1mol理想气体绝热可逆膨胀，W ____ 0。
3、理想气体恒温可逆压缩，∆U ___0，∆H___0。
4、 1mol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，∆U ___ 0，∆H___0，W___0。
5、 H2和O2以2 :1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则∆U __0。
13、10moL单原子理想气体在恒外压0.987p∅下由400K，2p∅等温膨胀至0.987p∅，物体对环境作功_______kJ。
二、是非题1、热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体。
10、反应N2(g)＋O2(g) →2NO 的热效应为∆r H m，这就是N2(g)的燃烧热，也是NO(g)生成热的2 倍。
11、热力学第一定律的数学表达式ΔU =Q + W只适用于封闭系统和孤立系统。
14、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。
19、d H = C p d T及d H m = C p,m d T 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。
6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。
（错）7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值（对）。
当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
（错12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W的值一般不同，（对）Q + W的值一般也不相同。
（错13．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。
（错14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
（错16．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。
（错18．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P,m d T。
物理化学课件-第二定律练习题答案
U W 12.471 (228.2 573.15) 4.302kJ
or
W p2V2 p1V1 nR(T2 T1)
1
1
C p,m 20.785J.mol.K 1
H nCp,m (T2 T1) 20.785 (228.2 573.15) 7.170kJ
S 0
S环＝0
Siso S S环 0
胀，(b)恒外压 p外=0.1Mpa等温膨胀，(c) 恒温可逆膨
胀。
可逆恒温膨胀
n1=2 mol, T1=300K, P1=1MPa
恒外压膨胀
n2=2mol, T2＝300K, P2=0.1MPa
真空膨胀
4、1 mol单原子分子理想气体始态为273 K,
pθ下,计算经过下列变化后的各个Gm值。设该
条件下气体的摩尔熵为100 J·K-1·mol-1。 (1) 恒压下体积加倍； (2) 恒容下压力加倍； (3) 恒温下压力加倍。
恒压膨胀
n=1mol,
T1=273K, p1=100kPa V1
恒容升温
恒温压缩
V2=2V1 T2＝？K, p2=p1=100kPa
V3=V1, T3＝? K, P3=2p1=200kPa
1mol H2O, 373K Pө, 气体
可逆相变
1mol H2O, Pө, 373K, 液体
真空膨胀汽化
H Qp 40668.5kJ U H ( pV ) H pV H p[V (g) V (l)] U H pV (g) 406685 ng RT U 406685 8.314 373 37.567kJ
CV ,m CV ,m 1.5R
1
T2
T1
p2 p1
573.15 (
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）S R n ln x ;min B BB（2）S nR ln p1C P lnT2nR lnV2C v ln T2; p2T1V1T1（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 （ P1、V 1、 T1）改变到状态 A （ P2、 V 2、 T2）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，非体积功为成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为 0 的可逆过程。
0 的任何过程；或组（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，U0 ，系统所吸的热全部变成了功，这与法不符；（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）C p恒大于C V。
南京大学《物理化学》练习 第二章 热力学第二定律
第二章热力学第二定律返回上一页1. 5 mol He(g)从273.15 K和标准压力变到298.15K和压力p=10×, 求过程的ΔS。
（已知C(V,m)=3/2 R）2. 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4.184kJ/(K·kg)。
3. 实验室中有一大恒温槽（例如是油浴）的温度为400 K，室温为300 K。
因恒温槽绝热不良而有4000 J的热传给空气，用计算说明这一过程是否为可逆？4. 在298.15K的等温情况下，两个瓶子中间有旋塞连通。
开始时，一放0.2 mol O2,压力为0.2×101.325kPa,另一放0.8 mol N2,压力为0.8×101.325 kPa，打开旋塞后，两气体互相混合。
计算：（1）终了时瓶中的压力。
（2）混合过程中的Q，W，ΔU，ΔS，ΔG；（3）如果等温下可逆地使气体回到原状，计算过程中的Q和W。
5．（1）在298.2 K时，将1mol O2从101.325 kPa 等温可逆压缩到6×101.325 kPa，求Q,W,ΔU m,ΔH m,ΔF m,ΔG m,ΔS m,ΔS iso（2）若自始至终用6×101.325 kPa的外压等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化值。
6. 在中等的压力下，气体的物态方程可以写作p V(1-βp)=nRT。
式中系数β与气体的本性和温度有关。
今若在273K时，将0.5 mol O2由1013.25kPa的压力减到101.325 kPa,试求ΔG。
已知氧的β=-0.00094。
7. 在298K及下，一摩尔过冷水蒸汽变为同温同压下的水，求此过程的ΔG m。
已知298.15K时水的蒸汽压为3167Pa。
8. 将298.15K 1 mol O2从绝热可逆压缩到6×，试求Q，W，ΔU m, ΔH m, ΔF m, ΔG m, ΔS m和ΔS iso（C(p,m)=7/2 R）。
物理化学第二、三章习题及答案
主要计算公式
总结
1. 热力学第一定律的数学表达式 ：
dU Q W 或 U Q W
适用于封闭体系中的单纯PVT变化、相变化、化学变化
2. 恒容热和恒压热
Qv U
Qp H
适用于dV=0，W’=0条件下的三类反应
适用于dP=0，W’=0条件下的三类反应
3. 摩尔定压热容和摩尔定容热容之间的关系：
n= 1 mol T1=300.15K P1=101.32 KPa V1
dT 0 n= 1 mol T2=300.15K P2 V2
习题
n= 1 mol T3=370.15K P3=250.00 KPa V3 = V2
dV 0
因为V2=V3，则p2/T2=p3/T3， p2=p3T2/T3=250.00×300.15/370.15 kPa=202.72 kPa nRT p 1 W2=0 W p (V V ) nRT p nRT ( 2 1)
vap H m 1 1 p2 ( ) 克-克方程 ln p1 R T2 T1
可用来计算不同温度下的蒸气压或摩尔蒸发热。
热力学第一定律
习题
1、 1 mol 某理想气体于27oC ，101.325 kPa 的始态下，先受 某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至97oC ， 250.00 kPa。求过程的W，Q, △U， △H。已知气体的
热力学第一定律
n= 5 mol T1=300 P1=200 KPa
dTV 0 n= 5 mol T2=300K P2=50 KPa
习题
T3 P3=200 KPa
Qr 0 n= 5 mol
整个过程由于第二步为 绝热过程，计算热是方 便的，而第一步 为恒温可逆过程，则： U1 0 Q1 W1 , Q1 -W1 V2 p1 Q Q1 Q2 W1 0 nRT ln nRT ln V1 p2 (5 8.314 300 ln 200/ 50) J 17.29kJ W U Q (15.15 17.29)kJ 2.14kJ
物理化学答案
物理化学答案第⼀章参考答案⼀、判断题解答：1．第⼀句话对，第⼆句话错，如理想⽓体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0。
2．错，均相系统的V才与总物质的量成正⽐。
3．错，两个独⽴变数可确定系统的状态只对组成⼀定的均相封闭系统才成⽴。
4．错，理想⽓体的U = f(T)，U与T不是独⽴变量。
5．错，绝热压缩温度升⾼；理想⽓体恒温可逆膨胀，吸热。
6．第⼀个结论正确，第⼆个结论错。
7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。
8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。
9．对。
10．错，这不是理想⽓体的单纯pVT 变化。
11．错，该过程的p环 = 0，不是恒压过程。
12．错，在升温过程中有相变化。
13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成⽴。
14．错，Δ(pV)是状态函数的增量，与途径⽆关，也不等于功。
15．错，环境并没有复原。
16．错，⽆限⼩过程不是可逆过程的充分条件。
17．错，若有外摩擦⼒(⼴义)存在，则不可逆。
18．对。
19．对，。
20．错，⼀般的⾮理想⽓体的热⼒学能不仅只是温度的函数。
21．错，该条件对服从pV m = RT + bp的⽓体也成⽴。
22．错，(?U/?V)p≠(?U/?V)T。
23．错，U = H - pV。
24．错，标准⽣成焓没有规定温度的值。
25．错，该过程不是可逆过程。
26．错，理想⽓体等温可逆压缩时向环境传热温度不变。
27．错，机械搅拌时W’≠0 ；28．错，两个过程的ΔT不同。
⼆、单选题答案：1. A；2. C；3. D；4. C；5. B；6. C；7. A； 8. A； 9. D； 10.B； 11.A； 12.A；13.A；14.D；15.B；16.A；17.B； 18.D；19.B； 20.A； 21.B； 22.A； 23.C； 24.C；25.B； 26.C； 27.D； 28.B； 29.D； 30.B。
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四、热力学函数的数学表达式 封闭体系，非体积功为零，可逆过程
dU=TdS-pdV dH=TdS+Vdp dA=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp
练习题
一、判断题 以下说法对吗？
1．自发过程一定是不可逆过程 (√)
2．熵增加过程一定是自发过程。 (×)
2．1mol理想气体绝热向真空膨胀体积扩大1倍， 则此过程的△S体+△S环（ ）>0，
△S环（ = ）0。
3．在绝热体积恒定的容器中，发生一化学反应， 使容器中温度压力都增加了，则该过程的 △U（ ）= 0，△H（ >）0， △S（ > ）0, △A（ < ）0。
UQW0 H UV p0
S0(绝 热 不 可 逆 ) A U （ T 2S 2- T 1 S 1 ） 0
S孤52JK10
2．有一绝热体系，中间隔板为导热壁，右边 容器为左边容器的2倍，已知气体的 Cvm=28.03J·mol-1，试求
解: S 体 C p ln T T 1 2 1 0 0 0 4 .1 8 ln 3 2 7 8 3 3 1 1 5 5 J m o l 1
S 环 1 0 0 0 4 .1 3 8 7 3 ( 3 7 3 2 8 3 ) 1 0 0 9 J K 1 S孤146JK1
∵熵是状态函数，∴△S体同上
二、熵
1．第二定律的数学表达式：dS≥δQ/T 2．熵与热力学几率之间的关系：S=k㏑Ω
3．熵判据：使用条件孤立体系或绝热过程
dS≥0或△S≥0
自 发
可
逆
4．热力学第三定律：在绝对零度，排列的 很整齐的完美晶体的熵值为零 limS（完美晶体）=0
T→OK 由此得到了物质的规定熵和标准熵，解 决了化学反应熵变的计算问题
等温 -△A≥-W，
等温等容非体积功为零 △A≤0
< 0 自 发
=
0
可
逆
2．吉布斯函数 G=H-TS
等温等压 -△G≥-W’，
等温等压非体积功为零 △G≤0
自 发
可
逆
3．△G和△A的计算 任意过程 △G=△H-△（TS） 等温过程 △G=△H-T△S 等熵过程 △G=△H-S△T
p2
组成不变均相封闭体系等温过程 G V d p p1
(4)相变化 △S= △H/T（可逆相变）
(5)化学变化：298K，标准状态下，化学反应 熵变的计算 △rSm（298）=∑υBSm（298）
化学反应任意温度下熵变的计算 △rSm(T)=△rSm（298）+∑υB△rCpm（B）/T
三、亥姆霍兹函数和吉布斯函数
1．亥姆霍兹函数 A=U-TS
8．绝热过程和等熵过程一样？ (×)
二、选择题
1．理想气体在绝热可逆膨胀中 （1）内能增加 （2）熵不变 （3）熵增大 （4）温度不变 (2)
2．1mol理想气体在TK时，经一等温可逆膨 胀过程则对于体系
（1）△U＞0 （2）△S=0
（3）△S＞0 （4）△S＜0
(3)
3．1mol纯液体在其正常沸点时完全汽化， 该过程中增大的量是
∵T2＞T1 S2＞S1
4．已知某系统从300K的恒温热源吸热1000J， 体系的熵变为△S=10J·K-1，则此过程为
（ 不可逆 ）。注：填可逆与不可逆
△S=10J·K-1 S环 Q T 3 1 0 0 0 00 3.33JK 1
S孤 0
四.计算
1．已知水的比恒压热容Cp=4.184J·g-1·K-1 今有1kg10℃水，经下述三种不同过程变成 100℃的水，求各个过程的△S体、△S环、 △S孤 （1）体系与100℃的热源接触 （2）体系先与55℃热源接触至平衡，再与 100℃热源接触 （3）体系先后与40℃、70℃热源接触至平 衡，再与100℃热源接触
S 环 1 0 0 0 3 2 4 8 .1 8 4 5 1 0 0 0 3 7 4 3 .1 8 4 5 1 0 7 9 J K 1
S孤76.5JK10
S 环 1 0 0 0 3 1 4 3 . 1 8 3 0 1 0 0 0 3 4 4 3 . 1 8 3 0 1 0 0 0 3 7 4 3 . 1 8 3 0 1 1 0 3 J K 1
三、填空
1．指出下列过程中△U、△H、△S、△A、△G 何者为零？
（1）理想气体卡诺循环（ 都为零 ）。 （2）H2（g）和O2（g）在绝热钢瓶中发生反应
（ △U ）。 （3）液态水在373.15K和pθ下，蒸发为气
（ △G ）。 （4）理想气体向真空膨胀（ △U, △H ）。 （5）理想气体绝热可逆膨胀（ △S ）。 （6）理想气体等温可逆膨胀（ △U, △H ）。
第二章
热力学第二定律
解决的问题
物理变化和化学变化 过程中方向和限度问题
基本要求及主要公式 自发过程的共同特征—不可逆性，由此
引出第二定律的经验表述
一.第二定律的经验表述 1．克劳修斯说法：不能把热从低温物体传到
高温物体而不引起任何变化。 2．开尔文说法：不能从单一热源取热使之全
部变为功而不引起任何变化。或第二类永 动机是根本造不成的。
（1）蒸汽压 （2）汽化热
（3）熵
（4）吉布斯函数
(3)
4．1mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则 （1）△G＞△A （2）△G＜△A （3）△G=△A （4）无法比较 (3)
A U T S G H T S
等温过程: U 0 H 0
在相同的始终态之间:△S相等
GA
5．在任意可逆过程中，其值为零的量是
（1）△G （2）△H
（3）△S孤 （4情况下向真空膨胀可以断定
(1)W=0 △G＜0 △A＞0
(2)W=0 △G＜0 △A＜0
(3)W＞0△G＜0 △A＜0
(2)
(4)W=0 △G＞0 △A＜0
dT 0
U0
H0
W0
S0(绝 热 不 可 逆 )
AT〈 S0 GT〈 S0
3．绝热可逆过程的△S=0，绝热不可逆过程
的△S＞0。
(√)
4．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可在始 末态间设计一条绝热可逆途径来计算。 (×)
5．平衡态熵最大。 (×)
6．冰在0℃，101.325kPa下，转化为液态水，
其熵变△S=△H/T＞0，所以该过程为自发
过程。
(×)
7．在等温等压下，吉布斯函数的改变量大于 零化学变化都不能进行。 (×)