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。
物理化学自测题及答案
物理化学试题库及答案第二章热力学第肯定律一、选择题1．把一杯水放在刚性绝热箱内，若以箱内热水及空气为系统，则该系统为（）。
A.放开系统B.封闭系统C.孤立系统D.绝热系统2．有关状态函数的描绘不正确的是（）。
A.状态确定，状态函数的值都确定B.从一始态经任一循环再回到同一始态，状态函数的值不变C.在数学上具有全微分的性质D.全部状态函数的肯定值都无法确定4．当系统向环境传递热量时，系统的热力学能将( )A.增加B.削减C.不变D.无肯定规律5．一封闭系统从A态动身，经一循环过程后回到A态，则下列（）的值为零。
A. QB.WC.Q +WD.Q－W6．热力学第肯定律以下式表达时d U =δQ－p d V，其适用条件为（）。
A.志向气体可逆过程B.无非体积功的封闭系统的可逆过程或恒压过程C.志向气体等压过程D.志向气体等温可逆过程7．有关盖斯定律的说法，不正确的是（）。
A.它是热力学第肯定律的干脆结果B.它的内容说明化学反响的Q p 或Q V 是状态函数C.用它进展热化学计算必需具有恒容或恒压、无非体积功条件D.用它使热化学方程式进展线性组合，可以计算某些无法测定的反响热8．在绝热刚弹中，发生一个放热的分子数增加的化学反响，则（）。
A.Q > 0，W > 0，ΔU > 0B.Q = 0，W = 0，ΔU > 0C.Q = 0，W = 0，ΔU = 0D.Q < 0，W > 0，ΔU < 09．将某气体分装在一汽缸的两个气室内，两气室之间有隔板相隔开，左室的气体为0.02dm3、273K、p，右室中气体为0.03dm3、363K、3p，现将隔板抽掉，以整个汽缸中气体为系统，则此过程的功为（）。
A.37.2 JB.372 JC. 0D.237 J10．1mol 志向气体经绝热可逆过程后，功的计算有以下几种方法，其中错误的是（ ）。
A.C V , m (T 2－T 1)B.(p 2V 2－p 1V 1) / (γ-1)C.C p, m (T 2－T 1)D.nR (T 2－T 1)/ (γ-1) 12．实际气体节流膨胀后，下列那一组结论是正确的（ ） 。
03章_热力学第二定律
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 §3.6
§3.7
§3.8 §3.9
自发变化的共同特征 热力学第二定律 Carnot定理 熵的概念 Clausius不等式与熵增加原理 热力学基本方程与T-S图
熵变的计算
熵和能量退降 热力学第二定律的本质和熵的统计意义
§3.10 Helmholtz和Gibbs自由能
▲ kelvin 说法：不可能从单一热源取出热使之全 部转化为功,而不留下其它变化。
“It is impossible to devise an engine which,working in a cycle, shall produce no effect other than the extraction of heat from a reservoir and the performance of an equal amount of work”。
在极限情况下，上式可写成
(Q
T
)
R
0
即任意可逆循环可逆热温商沿封闭曲线的环积 分为零。
现在再讨论可逆过程的热温熵。
在曲线上任意取A，B两点，把循环分成AB和 BA两个可逆过程。
根据任意可逆循环热温商的公式：
Q
( T )R 0
b
可分成两项的加和
A a
B
B Q
A Q
(
AT
)R1
( BT
) R2
不需要外功，就能自动进行的变化过程。
要使自发过程的逆过程能够进行，必须环境对系统作功。 ◆ 借助抽水机，使水从低处流向高处；
◆ 利用抽气机（压缩机），使气体从低压流向高压； ◆ 借助冷冻机，使热量从低温传向高温； ◆ 借助于电解，可以使水恢复为 H2 和 O2 。
第三章热力学第二定律
第三章热力学第二定律第三章 热力学第二定律（一）主要公式及其适用条件1、热机效率1211211/)(/)(/T T T Q Q Q Q W -=+=-=η式中：Q 1及Q 2分别为工质在循环过程中从高温热源T 1所吸收的热量和向低温热源T 2所放出的热量，W 为在循环过程中热机对环境所作的功。
此式适用于在两个不同温度的热源之间所进行的一切可逆循环。
2、卡诺定理的重要结论⎩⎨⎧<=+不可逆循环可逆循环,0,0//2211T Q T Q不论是何种工作物质以及在循环过程中发生何种变化，在指定的高、低温热源之间，一切要逆循环的热温商之和必等于零，一切不可逆循环的热温商之和必小于零。
3、熵的定义式TQ dS /d r def ＝ 式中：r d Q 为可逆热，T 为可逆传热r d Q 时系统的温度。
此式适用于一切可逆过程熵变的计算。
4、克劳修斯不等式⎰⎩⎨⎧≥∆21)/d (可逆过程不可逆过程T Q S上式表明，可逆过程热温商的总和等于熵变，而不可逆过程热温商的总和必小于过程的熵变。
5、熵判据∆S (隔) = ∆S (系统) + ∆S (环境)⎩⎨⎧=>系统处于平衡态可逆过程能自动进行不可逆,,0,,0 此式适用于隔离系统。
只有隔离系统的总熵变才可人微言轻过程自动进行与平衡的判据。
在隔离系统一切可能自动进行的过程必然是向着熵增大的方向进行，绝不可能发生∆S （隔）<0的过程，这又被称为熵增原理。
6、熵变计算的主要公式⎰⎰⎰-=+==∆212121r d d d d d T p V H T V p U T Q S对于封闭系统，一切可逆过程的熵变计算式，皆可由上式导出。
（1）∆S = nC V ,m ln(T 2/T 1) + nR ln(V 2/V 1)= nC p,m ln(T 2/T 1) + nR ln(p 2/p 1)= nC V ,m ln(p 2/p 1) + nC p,m ln(V 2/V 1)上式适用于封闭系统、理想气体、C V ,m =常数、只有pVT 变化的一切过程。
衡水学院-《物理化学》第三章-热力学第二定律-作业及答案
⑴系统与100℃的热源接触；
⑵系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触；
⑶系统依次与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触；
解：
[145-20]将温度均为300 K，压力均为100 kPa的100dm3的H2(g)与50dm3的CH4(g)恒温恒压下混合，求过程的ΔS。假定H2(g)和CH4(g)均可认为是理想气体。
解：
[146-25]常压下冰的熔点为273.15 K，比熔化焓Δfush=333.3J·g-1，水的比定压热容cp= 4.184 J·g-1·K-1。系统的始态为一绝热容器中1kg，353.15 K的水及0.5kg，273.15 K的冰。求系统达到平衡后，过程的ΔS。
解：
[148-37]已知在100 kPa下水的凝固点为0℃，在-5℃时，过冷水的比凝固焓 ，过冷水和冰的饱和蒸气压分别为 及 。今在100 kPa下，有-5℃1 kg的过冷水变为同样温度、压力下的冰，设计可逆途径，分别按可逆途径计算过程的ΔG及ΔS。
解：
[148-38]已知在-5℃，水和冰的密度分别为 和 。在-5℃，水和冰的相平衡压力为59.8MPa。今有-5℃的1 kg水在100 kPa下凝结成同样温度下的冰，求过程的ΔG。假设，水和冰的密度不随压力改变。
水 ①
氯仿 ②
①-②得：
解得： 即262.9℃
(1)p2=10MPa
⑵T2= 238.15K
解：(1)
解得：T2= 234.9K
⑵
解得：p2=61.5MPa
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（ ）。
第三章热力学第二定律
第三章 热力学第二定律一、本章小结热力学第二定律揭示了在不违背热力学第一定律的前提下实际过程进行的方向和限度。
第二定律抓住了事物的共性，推导、定义了状态函数—熵，根据熵导出并定义了亥姆霍兹函数和吉布斯函数，根据三个状态函数的变化可以判断任意或特定条件下实际过程进行的方向和限度。
通过本章的学习，应该着重掌握熵、亥姆霍兹函数和吉布斯函数的概念、计算及其在判断过程方向和限度上的应用。
同时，进一步加深对可逆和不可逆概念的认识。
自然界一切自发发生的实际宏观过程均为热力学不可逆过程。
而在没有外界影响的条件下，不可逆变化总是单向地趋于平衡态。
主要定律、定义及公式：1. 热力学第二定律克劳修斯说法：“不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。
” 开尔文说法：“不可能从单一热源吸取热量使之完全转化为功而不产生其它影响。
” 2. 热力学第三定律： 0 K 时纯物质完美晶体的熵等于零。
()*m 0lim ,0T S T →=完美晶体 或 ()*m0K 0S =完美晶体，。
3. 三个新函数的定义式r δd Q S T =或 2r1δΔQ S T=⎰A U TSG H TS=-=-物理意义：恒温过程 r dA W δ=恒温恒压过程 'r dG W δ=4. 定理卡诺定理：在T 1与T 2两热源之间工作的所有热机中，卡诺热机的效率最高。
12121T T Q Q T Q ⎧-+≥⎨⎩＞不可逆循环＝可逆循环 12120,0,Q Q T T <⎧+⎨=⎩不可逆循环可逆循环克劳修斯不等式：2121δ,Δδ,Q T S Q T⎧>⎪⎪⎨⎪=⎪⎩⎰⎰不可逆过程可逆过程熵增原理：0,Δ0,S >⎧⎨=⎩绝热不可逆过程绝热可逆过程5. 过程判据熵判据：适用于任何过程；iso sysamb ΔΔΔS S S =+ 000>⎧⎪=⎨⎪<⎩，不可逆，可逆，不可能发生的过程亥姆霍兹（函数）判据：适用于恒温恒容，W ＇=0的过程；,0,d 00T VA <⎧⎪⎨⎪>⎩自发＝，平衡，反向自发 吉布斯（函数）判据：适用于恒温恒压，W ＇=0；,0,d 00T p G <⎧⎪⎨⎪>⎩自发＝，平衡，反向自发 6. 熵变计算公式最基本计算公式：2r1δΔQ S T=⎰次基本计算公式：21d d ΔU p VS T+=⎰（δW ＇= 0 ） 理想气体pVT 变化熵变计算公式：22,m 11Δln ln V T V S nC nR T V =+ 21,m 12Δlnln p T p S nC nR T p =+ 22,m ,m 11Δlnln V p p V S nC nC p V =+ 请读者自己从次基本计算公式推出以上三式，再由以上三式分别推导出理想气体恒温、恒压、恒容熵变计算公式。
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> , < , =）。
热力学第二定律例题
Q1 W 264.34kJ
264.34103 热源熵变为： Sr 660.8J / K Tr 400 Q1
总熵变为：St S Sr 660.8 660.8 0 有效能损失：W 0
则Wnet为 Wnet Q1rev 100 0.71 71kJ
可逆热泵P的供暖系数为
' rev
TH 360 5.14 TH T0 360 290
' 则，QH为 QH revWnet 5.14 71 364.94kJ
(3)上述两种情况QH 均大于Q1，但这并不违反热 力学第二定律，以（1）为例，包括温度为T1、 TH、T0的诸热源和冷源，以及热机E和热泵P在 内的一个大热力系统并不消耗外功，但是Q2 =Q1−Wnet=100kJ−40kJ=60kJ ， QL=QH −Wnet =140kJ−40kJ=100kJ ，就是说虽 然经过每一循环，冷源T0 吸入热量60kJ，放出 热量100kJ，净传出热量40kJ 给温度为TH的热源， 但是必须注意到高温热源T1放出了100kJ的热量， 所以40kJ 热量自低温传给高温热源（T0→TH） 是花了代价的，这个代价就是100kJ热量自高温 传给了低温热源，所以不违反热力学第二定律。
5?3上述两种情况qh均大于q1但这并不违反热力学第二定律以1为例包括温度为t1tht0的诸热源和冷源以及热机e和热泵p在内的一个大热力系统并不消耗外功但是q2q1?wnet100kj?40kj60kjqlqh?wnet140kj?40kj100kj就是说虽然经过每循冷源t吸然经过每一循环冷源t0吸入热量60kj放出热量100kj净传出热量40kj给温度为th的热源但是必须注意到高温热源t1放出了100kj的热量所以40kj热量自低温传给高温热源t0th是花了代价的这个代价就是100kj热量自高温传给了低温热源所以不违反热力学第二定律
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（ ）。
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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 ；。