第三章 热力学第二定律自测题范文
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。
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3章第二定律自测题
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)＋(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。
第三章 热力学第二定律
2、热功转换
热力学第二定律是人们在研究热机效率的基础上建立起 来的，所以早期的研究与热、功转换有关。
高温热源(T1) Q1 > 0 200J W<0 −50J Q2 < 0 −150J 低温热源(T2)
热机：通过 工质从高温热源 吸热、向低温热 原放热并对环境 作功的循环操作 的机器。
蒸汽热机工作原理：利用燃料煤燃烧产生的热，使水(介质)在高压锅炉内 变为高温、高压水蒸气，然后进入绝热的气缸膨胀从而对外作功，而膨胀 后的水蒸气进入冷凝器降温并凝结为水(向冷凝器散热过程)，然后水又被 泵入高压锅炉循环使用。
由η = − W Q1 + Q2 T1 − T2 = = 可知最多能作功 : Q1 Q1 T1 T1 − T2 (500 − 300)K = −1kJ × = −0.4kJ W = −Q1 × T1 500K
由 －W = Q1 + Q2 可知向低温热源放热 Q2 =－W－Q1 = {－(－0.4)－1}kJ = －0.6kJ
熵的定义式 ：
δ Qr dS = T
⇒
δ Qr = TdS
根据热力学第一定律当 W ′ = 0
dH − pdV − Vdp dU + pdV = dH − Vdp dU = δ Qr = dU + pdV dS = T dH − Vdp dS = T
27
PVT变化熵变计算出发点
Q1 Q1 T1
|Q1| |Q1|可 W 某可 W可 |Q2|=|Q2|可
T2热源
Q1 Q2 ≤ 0 不可逆 + 可逆 T1 T2 式中T1和T2 是热源温度，只有对可逆机才是 系统温度。
Q1 + Q2 T1 − T2 ≤ Q1 T1
第五版物理化学第三章习题答案
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载第五版物理化学第三章习题答案地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容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3．2 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）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 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）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解：（1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功等于不可逆热机作出的功－W。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证：（反证法）设不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
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。
自测习题 第3章 热力学第二定律
⎟⎞ ⎠不可逆
0。
6. 在一绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，此过程的 ΔSsys
0；
ΔSamb
0。
7. 一定量理想气体与 300 K 大热源接触做等温膨胀，吸热 Q = 600 kJ，对外所
作功为可逆功的 40%，则系统的熵变 ΔS =
。
8. 根据热力学基本方程 dG = −SdT + Vdp 可知，任一化学反应
5. 一个化学反应的 Δr H m 在一定温度范围内可以近似看做不随温度变化，则其 Δr Sm 在此温度范围内也与温度无关。
6. 绝热过程是等熵过程。
7. 系统经历一个不可逆循环过程，ΔS > 0。
8. 一定量理想气体的熵只是温度的函数。
9. 克劳修斯—克拉贝龙方程比克拉贝龙方程的精确度要高。
填空题
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
1. 一定量的理想气体在 300K 由始态等温变化到终态，此过程系统吸热 1000J，
ΔS = 10J·K-1，据此可以判断此过程为
过程。（填可逆或不可
逆）
2. 下列过程中，ΔU、ΔH、ΔS、ΔA 和ΔG 何者为零。
① 理想气体自由膨胀过程 ② H2(g)和 Cl2(g)在绝热的刚性容器中反应生成 HCl(g)的过程 ③ 在 0℃，101.325 kPa 时，水结成冰的相变过程 3. 有 8 mol 某理想气体( C p,m = 29.10J ⋅ mol −1 ⋅ K −1 )由始态（400 K，0.20 MPa） 分别经历下列三个不同过程变化到该过程所指定的终态，分别计算各过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA 和ΔG，填表。 ① 等温可逆膨胀到 0.10 MPa； ② 自由膨胀到 0.10 MPa； ③ 等温下对抗恒外压力 0.10 MPa 膨胀至终态；
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=0 2、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) 3、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( B ) (B) 因为绝热可逆ΔS= 0 ，绝热不可逆D 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 = C pCp 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 = 0 6、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。
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。
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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 ，Pa 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 ，Pa 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 ，Pa 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 ；。