热力学第二定律习题

第二章热力学第二定律（09级习题）

一、单选题

1、下列关于卡诺循环的描述中，正确的是（）

A．卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是不可逆循环

B．卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是可逆循环

C．卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是不可逆循环

D．卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是可逆循环

2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）

A．83％ B.25％ C.100％ D.20％

3、对于理想气体的等温压缩过程，(1)Q＝W、(2)ΔU＝ΔH、(3)ΔS＝0、(4)ΔS<0、(5)ΔS>0上述五个关系式

中，不正确的是（）

A．(1) (2) B.(2) (4) C.(1) (4) D.(3) (5)

4、设ΔS1与ΔS2分别表示为n molO2(视为理气)，经等压与等容过程，温度从T升至2T时的熵变，则ΔS1/ΔS2

等于（）

A．5/3 B.5/7 C.7/5 D.3/5

5、不可逆循环过程中，体系的熵变值（）

A．大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定

6、对理想气体的自由膨胀过程，(1)Q＝ΔH、(2)ΔH>Q、(3)ΔS＝0、(4)ΔS>0。上述四个关系中，正确的是

（）

A.(2) (3)

B.(1) (3)

C.(1) (4)

D.(2) (4)

7、1mol理想气体从300K，1×106Pa绝热向真空膨胀至1×105Pa，则该过程（）

A.ΔS>0、ΔG>ΔA

B.ΔS<0、ΔG<ΔA

C.ΔS＝0、ΔG＝ΔA

D.ΔA<0、ΔG＝ΔA

8、孤立体系发生一自发过程，则（）

A.ΔA>0

B.ΔA＝0

C.ΔA<0

D.ΔA的符号不能确定

9、下列过程中ΔG＝0的过程是( )

A.绝热可逆且W＇＝0的过程

B.等温等容且W＇＝0的可逆过程

C.等温等压且W＇＝0的可逆过程

D.等温且W＇＝0的可逆过程

10、－ΔG (T，p) > -W＇的过程是( )

A.自发过程

B.不可逆过程

C.不能发生的过程

D.非自发过程

11、373K，101.3kPa的水向真空膨胀变为373K，101.3kPa的水蒸气，则( )

A.ΔS＝0

B.ΔU＝0

C.ΔH＝0

D.ΔG＝0

12、水蒸汽在373K，101.3kPa下冷凝成水，则该过程( )

A.ΔS＝0

B.ΔA＝0

C.ΔH＝0

D.ΔG＝0

13、在298K时，已知气相反应2CO2＝2CO+O2的Δr G mø＝514.2kJ，则此反应的Δr A mø与Δr G mø的关系是

( )

A.Δr A mø＝Δr G mø

B.Δr A mø＜Δr G mø

C.Δr A mø＞Δr G mø

D.无法比较

14、对理想气体自由膨胀的绝热过程，下列关系中正确的是( )

A.ΔT>0、ΔU>0、ΔS>0

B.ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0

C.ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0

D.ΔT=0、ΔU=0、ΔS>0

15、1mol单原子理想气体在TK时经一等温可逆膨胀过程，则对于体系( )

A.ΔS＝0、ΔH＝0

B.ΔS>0、ΔH＝0

C.ΔS<0、ΔH>0

D.ΔS>0、ΔH>0

16、2mol双原子理想气体在TK时经一等温压缩过程，则对于体系( )

A.ΔS＝0、ΔG>0

B.ΔS<0、ΔG<0

C.ΔS<0、ΔG>0

D.ΔS>0、ΔG＝0

17、1mol 10kPa 323K某单原子理想气体反抗20kPa，冷却压缩至温度为283K，则( )

A.ΔS＝0、ΔH＝0

B.ΔS>0、ΔH<0

C.ΔS<0、ΔH<0

D.ΔS>0、ΔU>0

18、在298K，1×105Pa下，进行如下化学反应CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)(CO2视为理想气体)，其Δr G m与

Δr A m之差为( )

A.R

B.RT

C.1/2 R

D.3/2 RT

19、理想气体在等温可逆膨胀过程中( )

A.内能增加

B.熵不变

C.熵增加

D.内能减少

20、理想气体从状态A等温膨胀到状态B，可用哪个状态函数的变化来判断过程的自发( )

A.ΔU

B.ΔS

C.ΔA

D.ΔG

21、下列说法中错误的是( )

A.孤立体系中发生的任意过程总是向熵增加的方向进行

B.体系在可逆过程中的热温商的加和值是体系的熵变

C.不可逆过程的热温商之和小于熵变

D.体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商

22、在－10℃和101325Pa下，1mol过冷水结成冰，则( )

A.ΔS(系)>0、ΔS(环)>0、ΔS(总)>0

B.ΔS(系)<0、ΔS(环)<0、ΔS(总)<0

C.ΔS(系)<0、ΔS(环)>0、ΔS(总)<0

D.ΔS(系)<0、ΔS(环)>0、ΔS(总)>0

23、使一过程的ΔU ＝0应满足的条件是( )

A.绝热过程

B.可逆绝热过程

C.等容绝热过程

D.等容绝热且不做非体积功的可逆过程

24、两个体积相同，温度相等的球形容器中，装有同一种气体，当连接两容器的活塞打开时，熵变为( )

A.ΔS ＝0

B.ΔS>0

C.ΔS<0

D.无法判断

25、使一过程的ΔS ＝0应满足的条件是( )

A.绝热过程

B.可逆绝热过程

C.等容绝热过程

D.等压绝热过程

二、证明题

1、证明：V

T P V T P P H C T H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 2、根据热力学基本方程，证明理想气体的焓只是温度的函数。

3、证明⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂22V V T P T V C 4、证明对于理想气体V P A T

=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 5、证明热力学状态方程式P T P T V U V T -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂ 6、试证明：(∂H/∂p)T =V-T(∂V/∂T)p

三、计算题

1、计算将10克He(设为理想气体)从500.1K ，202.6KPa 变为500.1K ，1013kPa 的Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔA 。

2、300K 的2mol 理想气体由6.0×105Pa 绝热自由膨胀到1.0×105Pa ，求过程的Q ，W ，ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、

ΔG ，并判断该过程的性质。

3、一绝热容器由隔板分成两部分，分别盛有温度为300K 的两种气体(可视为理想气体)各2mol ，抽去隔板

使两种气体混合，求该过程的ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG ，并判断该过程的性质。

4、1mol 理想气体B ，在298.15K 下，由1.00dm 3膨胀至10.00dm 3，求该过程的ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。

5、1mol 水在373K ，101.3kPa 下向真空蒸发变成373K 和101.3kPa 的水蒸气，试计算该过程的熵变，并判

断该过程是否为自发过程。已知：水的气化热为2259J·g -1。水蒸气可视为理想气体。

6、1mol 液态苯在101，3kPa ，268K 能自动地凝固成101，3kPa ，268K 的固态苯，并放热9874J ，计算该

过程的ΔS 和ΔG 。已知苯的正常熔点为278.5K ，苯的熔化热为9916J·mol -1，C p ，m (C 7H 16，