第三章 热力学第二定律自测题
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。
2023年人教版高中物理选择性必修第三册第三章热力学定律第4节热力学第二定律
第三章 4.基础达标练一、选择题1．(多选)下列说法正确的是( AD )A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B．一切自发过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C．有的自发过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自发过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D．在任何自发过程中，一个孤立系统的总熵不会减小解析：从热力学第二定律的微观本质看，一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序性增大的方向进行，热力学第二定律是一个统计规律，A正确，B错误。
任何自发过程总是朝着无序程度增大的方向进行，也就是熵增加的方向进行，C错误，D正确。
2．(2022·上海金山中学高二上期末)关于能量的转化，下列说法中正确的是( D )A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行B．不但能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高C．空调机既能制热又能制冷，说明传热不存在方向性D．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化解析：根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的物理过程不一定都能自发地进行，选项A错误；能量在转化过程中会由高品质能量转化为低品质能量，故可利用性会降低，选项B错误；空调机既能制热又能制冷，但是要耗电，不是自发的过程，传热有方向性，热量自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；根据热力学第二定律，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，选项D正确。
3．(多选)(2023·山东夏津一中高二下月考)下列有关热学知识的说法中正确的是( AD )A．热量可以从低温物体传递给高温物体B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功C．第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能解析：根据热力学第二定律，热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其他变化，故A正确；在外界的影响下，气体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，故B错误；第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律，故C错误；机械能可以全部转化为内能，如运动的物体只受摩擦力最终停下来，在引起其他变化的情况下，内能也可以全部转化为机械能，故D正确。
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 −
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。
第三章热力学第二定律
第三章 热力学第二定律自测题㈠ 填空题1.在高温热源T 1和低温热源T 2之间的卡诺循环, 其热温熵之和()1212Q Q T T +=。
循环过程的热级效率()η=。
2.任一不可逆循环过程的热温熵之和,可以表示为()0Q T δ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰ 不可逆。
3.在绝热密闭的刚性容器中发生某一化学反应,此过程的()sys 0S ∆；()amb0S ∆。
4.系统经可逆循环后,S ∆（ ）0, 经不可逆循环后S ∆（ ）。
（填>,=,<）。
5.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 =；()sys S ∆=；()amb S ∆=6.下列过程的△U 、△H 、△S 、△G 何者为零⑴ 理想气体自由膨胀（ ）；⑵ H 2（g ）和Cl 2（g ）在绝热的刚性容器中反应生成HCl （g ）的过程( )；⑶ 在0 ℃、101.325 kPa 下水结成冰的相变过程（ ）。
⑷ 一定量真实气体绝热可逆膨胀过程( )。
⑸ 实际气体节流膨胀过程（ ）。
7.一定量理想气体与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()S ∆=。
8. 1 mol O 2(p 1,V 1,T 1)和1 mol N 2(p 1,V 1,T 1)混合后，总压为2 p 1，总体积为V 1，温度为T 1，此过程的△S （ ）0（填＞，＜或＝，O 2和N 2均可看作理想气体）。
9.热力学第三定律用公式表示为：()()*m S =。
10. 根据 d G =－S d T+V d p 可知任一化学反应的（1）r m ΔT G p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭（ ）； （2）r m ΔP G T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭（ ）；（3）r m ΔPV T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭（ ）。
11.某理想气体在500 K 、100 kPa 时,其m T S p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ( )（要求填入具体数值和单位）。
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。
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=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$) （适用于任何物质）(C) (S/V)T = (p/T)V（适用于任何物质）(D) (U/p)T = 0 （适用于理想气体）5、N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( )(C) 因为Q R= 0 故ΔS = 0(A) ΔU= 0 (B) ΔA= 0 (C) ΔS= 0 (D) ΔG = 06、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。
下列的过程可应用公式△S =nR ln(V2/V1) 进行计算：(1) 理想气体恒温可逆膨胀( √) (2) 理想气体绝热可逆膨胀( ×)(3) K 和101325 kPa 下水的汽化( ×) (4) 理想气体向真空膨胀( √)7、将1 mol 甲苯在kPa，110 ℃（正常沸点）下与110 ℃的热源接触，使它向真空容器中汽化，完全变成kPa 下的蒸气。
第三章 热力学第二定律
5. P$、273.15K 水凝结为冰，可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零？ (A) △U (B) △H (C) △S (D) △G
(
)
6. 在绝热恒容的反应器中，H2 和 Cl2 化合成 HCl，此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？ ( ) (A) △rUm (B) △rHm (C) △rSm (D) △rGm 7. 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 8. H2 和 O2 在绝热钢瓶中生成水的过程： (A) △H = 0 (B) △U = 0 ( )
2. 请证明下列关系式： (1) (∂H/∂V)T =T(∂p/∂T)V+V(∂p/∂V)T (2) (∂H/∂p)T =V-T(∂V/∂T)p (3) 对理想气体，证明 H 仅是温度的函数
3. 证明气体的焦尔－汤姆逊系数: μJ-T ≡ (∂T/∂P)H = (1/CP)[T(∂V/∂T)P- V]
0 S m (残余)
0，△G 0。
Ω ≠ 1 而产生的，其
=
J.K .mol 。
-1
-1
7. 一绝热容器分成两部分，分别盛温度、压力相同的 2molO2，3molN2 均为理想气体） ，抽去隔板，使两气 体混合达平衡，请计算终态与始态热力学概率之比 Ω2/Ω1 = 8. 对 1mol 范德华气体 (∂S/∂V)T = (∂P/∂T)V = 。 J。 。
9. 某气体服从状态方程 PVm= RT + αPα＞0 的常数） ，若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化△Um=
三、计算题
1. 1 mol H2 从 100 K，4.1 dm3 加热到 600 K，49.2 dm3，若此过程是将气体置于 750K 的炉中让其反抗 101.325 kPa 的恒定外压下以不可逆方式进行，计算孤立体系的熵变。已知氢气的摩尔定容热容与温度的关 系式是：CV, m ={20.753-0.8368×10-3T/K+20.117×10-7(T/K)2} J·K-1·mol-1 2. 有一绝热、具有固定体积的容器，中间用导热隔板将容器分为体积相同的两部分,分别充以 N2 (g) 和 O2 (g)，如下图:
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。
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（ ）。
高中物理 第三章 热力学基础 第四节 热力学第二律自我小测 高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校热力学第二律1下列说法正确的是( )A．热量能自发地从高温物体传给低温物体B．热量不能从低温物体传到高温物体C．热传导是有方向性的D．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的2下列说法中正确的有( )A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒律，因此不可能制成B．根据能量守恒律，经过不断地技术改造，热机的效率可以达到100% C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的D．自然界中的能量是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源3关于空调机，下列说法正确的是( )A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C．冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体D．冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体41770年代，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，其结构如图所示，在斜面顶端放一块强磁铁M，斜面上、下端各有一个小孔P、Q，斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q.由于这时球具有速度可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到P处又漏下……对于这个设计，下列判断中正确的是( )A．满足能量转化和守恒律，所以可行B．不满足热力学第二律，所以不可行C．不满足机械能守恒律，所以不可行D．不满足能量转化和守恒律，所以不可行5下列说法正确的是( )A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的分子无规则运动的反映B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量转化为机械能C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同6关于热力学第二律，下列说法中错误的是…()A．克劳修斯表述，指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的，要使热传递方向倒转过来，只有靠消耗功来实现B．开尔文表述，指出了自然界中任何形式的能都会很容易地变成热，而反过来热却不能完全变成其他形式的能C．第二律和第一律不同，第一律否了创造能量和消灭能量的可能性；第二律指出在自然界中与热现象有关的宏观过程是不可逆的，阐明了过程进行的方向性，否了以特殊方式利用能量的可能性D．热力学第二律是能量守恒律的另一种说法7柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D．以上说法均不正确8用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示．电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．这一是否违反热力学第二律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况．9炎炎夏日，两位同学在充满凉意的空调室内，就空调机的工作过程是否遵循热力学第二律的问题发生了争论．一位同学说：空调机工作时，不断地把热量从室内传到室外，即从低温物体传到高温物体，可见它并不遵循热力学第二律．另一位同学说：热力学第二律是热力学系统的普遍规律，空调机的工作过程不可能违反它．两人各执一词，都无法使对方信服．请你对他们的论点作出评价．参考答案1解析：如果是自发的过程，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，选项A对，B错，C对；气体向真空中膨胀的过程是不可逆的，具有方向性，选项D对．答案：ACD2解析：第一类永动机违背了能量守恒律，第二类永动机违背了热力学第二律，A错．热机的效率永远小于100%，因为要向低温热源散热，B也错．虽然能量守恒，但可利用的能量越来越少，因此要节约能源．答案：D3解析：空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因为这里有外界做功．答案：ABC4解析：该设计违背了能量转化和守恒律，故不可行．答案：D5解析：本题综合考查了热学问题，布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，但不是固体颗粒的分子运动的反映，A错；根据热力学第二律可知机械能可以转化为内能，但是内能不可以转化为机械能，而不引起其他变化，B错；知道物质的摩尔质量和密度可以求出摩尔体积，但不能求出阿伏加德罗常数，C错；内能不同的物体温度可能相同，其分子的平均动能可能相同，D正确．答案：D6解析：根据热力学第二律知，热传递具有方向性，A正确；其他形式的能与内能的转化也具有方向性，但在外界的帮助下内能是可能转化为其他形式能的，B错误；热力学第一律表明了能量是守恒的，热力学第二律说明了满足能量守恒的过程不一能发生，与热现象有关的宏观物理过程具有方向性，C正确，D错误．答案：BD7解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就越低．答案：B8解析：温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一转化为电能，一传递给冷水，不违反热力学第二律．答案：不违反．热水温度降低，冷水温度升高．转化效率低于100%.9解析：空调机和电冰箱都是制冷机，它们的工作原理基本相同．为了便于分析，我们以电冰箱为研究对象，认识它的基本结构和工作过程．压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂蒸汽做功，使它变成高温高压的蒸汽(如p＝9.1 atm，t＝46 ℃)．然后这些高温高压的蒸汽来到冷凝器，向低温的环境(空气)放热，同时自身被冷却而凝成低温高压的液体(如p＝8.9 atm，t＝37.4 ℃)．这些低温高压的液态制冷剂由过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管，经节流阀膨胀，变为低温低压的液体(如p＝1.5 atm，t＝－20 ℃)，随后进入电冰箱的蒸发器．在那里，低温低压的液态制冷剂在低压条件下迅速汽化，从外界(电冰箱内)吸收大量的热量，使那里的温度降低．这样就完成了一个制冷循环．答案：见解析．。
(仅供参考)自测习题-第3章-热力学第二定律
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
10. 1mol 理想气体在等温 T 下向真空膨胀，体积从 V1 变至 V2，吸热 Q， 其熵变为
A. ΔS =0 B. ΔS = R ln V2
V1
C. ΔS = Q > 0 D. ΔS = R ln p2
T
p1
1mol 理想气体绝热向真空膨胀，体积从 V1 变至 V2，其熵变为
A. ΔS =0 B. ΔS = R ln V2
热温商表达式δQ/T 中的 T 是什么含义？ A. 体系的摄氏温度 B. 体系的绝对温度 C. 环境的摄氏温度 D. 环境的绝对温度 6. 非理想气体经过一不可逆循环，下列表达式正确的是 A. ΔS=0 B. δQ/T=0 C. ΔS≠0 D. δQ/T>0 7. 非理想气体进行绝热可逆膨胀，那么 A. ΔS >0 B. ΔS=0 C. ΔS<0 D. 不一定 8. 熵增加原理适用于 A. 开放体系 B. 封闭体系 C. 绝热体系 D. 孤立体系 9. 理想气体进行绝热不可逆膨胀，那么 A. ΔS >0 B. ΔS=0 C. ΔS<0 D. 不一定
A. >0
B. =0 C. <0
D. 无法确定
24. 对于理想气体，下列偏微分中，数值小于零的是（ ）
A.
⎜⎛ ∂H ⎟⎞ ⎝ ∂S ⎠ p
B.
⎜⎜⎝⎛
∂H ∂p
⎟⎟⎠⎞ S
C.
⎜⎜⎝⎛
∂G ∂p
⎟⎟⎠⎞T
25. 下列关系式中，适合于理想气体的是（
D.
⎜⎜⎝⎛
∂S ∂p
⎟⎟⎠⎞T
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（ ）。
3热力学第二定律
热力学第二定律练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的( )2、组成可变的均相系统的热力学基本方程d G=－S d T＋V d p＋∑=1BBμd n B，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。
（）3、处在对应状态的两种不同气体，各自对于理想气体行为的偏离程度相同。
( )。
4、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。
( )5、隔离系统的熵是守恒的。
（）6、一定量理想气体的熵只是温度的函数。
（）7、绝热过程都是定熵过程。
（）8、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
（）9、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。
( )10、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。
（）11、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>∆G和∆G<0，则此状态变化一定能发生。
（）12、绝热不可逆膨胀过程中∆S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中∆S <0。
（）13、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。
（）14、对于一定的始终态，可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。
（）15、如果一个化学反应的∆r H不随温度变化，则其∆r S也不随温度变化，（）16、一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程式计算其饱和蒸气压。
（）17、只要始、终状态一定，不管由始态到终态进行的过程是否可逆，熵变就一定。
（）18、在多相系统中于一定的T，p下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。
（）19、在-10℃，101.325 kPa下过冷的H2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。
（）20、气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q = 0，故其熵变等于零。
（）21、理想气体的熵变公式∆S nCVVnCpp p V=⎛⎝⎫⎭⎪+⎛⎝⎫⎭⎪,,ln lnm m2121只适用于可逆过程。
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。
第3章热力学第二定律
P199复习题1、指出下列公式的适用范围：（1）∑-=∆BB B mix x n R S ln ：理想气体或理想溶液的等温、等压混合过程。
（2）22,,121121ln ln T T p m V mT T nC nC p V S nR dT nR dT p T V T ⎛⎫⎛⎫∆=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰⎰：理想气体的物质的量一定从T 1，p 1，V 1到T 2，p 2，V 2的过程。
（3）dU=TdS －pdV ：单组分均相封闭系统只做体积功的过程。
（4）G Vdp ∆=⎰：单组分均相封闭系统只做体积功的等温过程。
（5）S ∆、A ∆、G ∆作为判据时必须满足的条件：熵判据：用于隔离系统或绝热系统：dS U ，V ，Wf ＝0≥0。
亥姆霍兹自由能判据：在等温容下不作其它功的条件下，过程总是沿着A 降低的方向进行，直到A 不再改变，即dA ＝0时便达到该条件下的平衡态。
吉布斯自由能判据：等温等压下不作其它功的条件下，过程总是沿着G 降低的方向进行，直到G 不再改变，即dG ＝0时便达到该条件下的平衡态。
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。
答：前半句错。
自发过程一定是不可逆的，而并不是所有的不可逆过程都是自发的。
对有些不可逆过程通过对其做功，可使它自发进行。
（2）凡是熵增加的过程都是自发过程。
答：错。
熵判据用于隔离系统或绝热系统：dS U ，V ，Wf ＝0≥0。
（3）不可逆过程的熵永不减少。
答：错。
对于隔离系统或绝热系统中发生的不可逆过程的熵永不减少。
（4）系统达到平衡时，熵值最大，Gibbs 自由能最小。
答：错。
在隔离系统或绝热系统中，系统达到平衡时，熵值最大。
在等温等压下不作其它功的系统中，系统达到平衡时，Gibbs 自由能最小。
（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，0S ∆<的过程不可能发生。
答：错。
对于隔离系统或绝热系统热力学能和体积恒定时，0S ∆<的过程不可能发生。
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a
第三章 热力学第二定律自测题和答案
I.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
2
0% ，则 熵变为（ c ）。
（a ）Q T (b)0 （c ）5Q
T (d)Q T -
2.系统经历一个不可逆循环后( c )。
(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 r = 0 时，r A T ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭值为（b ）。
(a) > 0 ( b ) <0 (c) 0 ( d ) 无定值
4.B
B
,,T n S n G H p p ⎛⎫⎛⎫
∂∂= ⎪ ⎪
∂∂⎝⎭⎝⎭ 该式使用条件为（ d ）。
(a) 等温过程 (b) 等熵过程 (c) 等温、等摘过程 (d ) 任何热力学平衡系统
5. 某化学反应若在.300 K ，101 325 Pa 下在试管中进行时放热6×10-4
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（d ）。
(a) -200 J·K -1 (b) 200 J·K -1 (c)
-20 J·K -1 (d ) 20 J·K -1
6. 题 5 中，反应在试管中进行时，其环境的熵变S ∆环为 (a )。
(a) 200 J·K -1
(b) -200 J·K -1
(c ) -180 J·K -1 (d ) 180 J·K -1
7. 在题 5 中，该反应系统可能做的最大非膨胀功为( b )。
(a) 66000 J (b) -66000 J (c ) 54000 J (d ) -54000 J
8. 在 383 K ，101 325 P a 下， 1 mol 过热水 蒸气凝 聚成水，则 系统、环境及 总 的熵变为(d )。
(a) 0S ∆<系，0S ∆<环，0S ∆<总 (b) 0S ∆<系，0S ∆>环， 0S ∆>总
(c)
0S ∆>系，0S ∆>环， 0S ∆>总
（d ） 0S ∆<系， 0S ∆>环， 0S ∆<总
9. 1 mol van der waals 气体的T
S V ∂⎛⎫
⎪∂⎝⎭ 应等于（ a ）。
(a) m R V b - (b) m
R
V
(χ) 0 (δ) m R
V b
-
- 10.可逆机的效率最高，在其他条件相阔的情况下假设由可逆机牵引火车，其速度将
（ b ）。
(a) 最快 (b) 最慢 (c) 中等 (d) 不确定
11.水处于图 3 -7 中 A 点所指状态，则 C p 与 C V 的关系为( c )。
（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
S x T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭ 和p S T γ∂⎛⎫
= ⎪∂⎝⎭ ，则在该点两曲线的斜率关系为( a )。
(a) x<γ (b)x =γ
(c) x>γ (d)无确定关系
13. 某单组分系统的V m (l)>V m (s) ,当压力升高时，其熔点将（ a ）。
(a) 升高 (b) 降低 (c) 不变 (d) 不
确定
图 3-7
14. 热力学基本式d G=-S d T+V d p 可适用的过程是( b )。
(a) 298 K, 101 325 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 15. 下列关系式中能适用于 一切系统的是( c )。
(a)d d p
V S p T ∂⎛⎫
=- ⎪∂⎝⎭ (b)R Q dS T
δ=
(c)e i d d d S S S =+ (d)d d d S S S =+环系
16.某气体状态方程为p =f(V )٠T , f(V )仅表示体积的函数，问在恒温下 该气体的熵随体积 V 的增加而( a )。
( a ) 增加 (b) 下降 (c) 不变 (d) 不确定 II . 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 U 到达最 小 值的状态为平衡状态。
2.1 mol 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 “>”, “<”, “=”)。
3.298 K 气相反应CO(g)+½O 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 =2
2
d p p V p T
-⎰。
5.理想气体在273 K 及2×p 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“+”, “-”, “0”表示, “×”表示无法判断，填入下
6.CO 晶体的标准摩尔残余熵m S (残余)= 5.76 J ٠mol -1٠K -1
7.服从m ()p V b RT -=状态方程的实际气体经节流膨胀后温度将升高。
8.已知苯正常的沸点为353 K ，把足量的苯封闭在一个预先抽真空的小瓶内，当加热到
373 K 时，估算瓶内压力约为178.1 kPa 。
Ш.证明题
1.已知均相纯物质的平衡稳定条件为()/0T p V ∂∂<，请证明任意物质经绝热可逆膨胀后压力必然降低。
2.n mol 理想气体从状态I 膨胀到状态Ⅱ，若热容比可以认为是常数，试证明:
12//1122e e V V S C S C p V p V γγ--=
Ⅵ.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1 200 J 做功200 J 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T 1，T 2，T 3的温度分别为400 K ，300 K ，200K 。
2.取373.15 K ，3×101.325 kPa 的氮气10 L ，反抗恒外压101.325 kPa 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298 K 时的规定熵为205 J ٠mol -1٠K -1。
3.某实际气体的状态方程为2=pV nRT p p αβ=+，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p 2到，计算该气体的∆A 和∆G 。
4 .在 308 K 的 10 L 密闭容器中盛有压力为101 325 Pa 的 N 20.395 7 mol 和一个内盛0.1 mol 乙醚液体的薄玻璃球，现用振动运 动击碎玻璃球，在等温下乙醚全部汽化，
视
气体
为理想气体，
的熵变，并判断过程的方已知 101 325 Pa ，308 K 时乙醚的汽化热为 25.104 J ٠mol -1٠K -1，乙醚的正常沸点为308 K 。
v.附加题
在 373 K,101 325 Pa 下有 10 mol 的水和 1 mol 的水汽处于气、液两相平衡。
将该平衡
系统绝热可逆膨胀使终态温度达353 K,试求终态时系统的压力和该过程中的功。
自测题答案
I.1
－c; 2－c; 3－b; 4－d; 5－d; 6－a; 7－b; 8－d; 9－a; 10－b; 11－c; 12－a; 13－a; 14－b; 15－c; 16－a;
Ⅱ.1－U,小； 2－ <, <, =; 3－ <, >; 4－22
d p p V
p -⎰; 5－
7－升高 8－178.1 kPa Ⅵ.1－(1) Q 2= -1 200 J, Q 3= 200 J (2) ∆S 1= 3 J ٠K -1, ∆S 2= -4 J ٠K -1, ∆S 3= 1 J ٠K -1, ∆S 4=0 2－ Q = 0, ∆U = -1 448 J, ∆H = -2 028 J, ∆S = 4 J ٠K -1, ∆G = 10 500 J, ∆A = 11 130 J 3－()222211ln 2p A nRT p p p β∆=--
()()2
22212
11ln 2p G nRT p p p p p βα∆=+-+- 4－∆S 系= 9.292 J ٠K -1， ∆S 环= -7.32 J ٠K -1 ∆S 隔离= -1.97 J ٠K -1 v.附加题
P=47.86 kPa, W=-3404 J。