热力学第二定律试题

热 力 学 第 二 定 律 试 题

(一)

填空题(每题2分)

1 •气体经绝热不可逆膨胀， ?S_二；气体经绝热不可逆压缩，

?S 0 。(填 ＞、＜、=下同)

2. 1mol 单原子理想气体从 R 、V i 、T i 等容冷却到P 2、V i 、T 2,则该过程的?U 0 ，?S 0

，W 0

3. 理想气体的等温可逆膨胀过程中， ？S_J ，?G 0 ，??U 0 ，?H 0 。(填

＞、＜、= 4.

imol 液态水在373K 、P °下汽化为水蒸气，则 ?S 0 ，?G_0，?U_0，?H_0。(填＞、＜、=

5. ___________________________________ 热力学第二定律告诉我们只有 过程的热温商才与体系的熵变相等，而不可逆过程的热温商 体系的熵变。

6•在等温等压，不作其它功的条件下，自发过程总是超着吉布斯自由能 ________ 的方向进行，直到自

由能改变量为零就达到了 ____________ 态。 (二)

单项选择题(每题1分)

7•根据热力学第二定律的表述，下列说法错误的是( )

(A) 功可以自发的全部转变成热，但热却不能全部转化为功而不留下其它变化 (B) 一切自发过程都是不可逆过程 (C)

一切不可逆过程都是自发过程

(D) 功转变成热和其它过程一样具有方向性

9.工作在393K 和293K 的两个大热源的卡诺热机，其效率为( )

(A) 83%

(B) 25%

(C) 100%

(D) 20%

10.

在可逆循环过程中，体系热温商之和是( )

(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零

(D)

不能确定 11 . 理想气体等温可逆膨胀过程，( )

(A) 内能增加 (B) 熵不变 (C)

熵增加

(D)

内能减少

12 •某体系在始态 A 和终态B 之间有两条途径：可逆I 和不可逆此时有( )

13•下列说法错误的是( )

(A) 孤立体系发生的任意过程总是向熵增大的方向进行 (B) 体系在可逆过程中的热温商等于体系熵变 (C)

不可逆循环过程的热温商小于熵变

(D)体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商 14 •热力学第二定律的表达式为dS ＞ ?Q/T 环，则(

)

(A) 始、终态相同时，不可逆过程的熵变小于可逆过程的熵变

(B) 如果发生某一过程，体系的熵变与热温商相等，则该过程为不可逆过程 (C) 对于孤立体系，dS ＞0 (D)

在某些情况，可能有dS ＜ ?Q/T 环

15.

300K 时，1mol 理想气体由A 态等温膨胀到B 态，吸热，所作的功为 A 到B 等温可逆膨胀功的

1/3，则体 系的？S%( ) (A) •K 1 (B) J •K 1

(C) •K 1

(D) J •K 1

16.

2mol 单原子理想气体，等压由

300K 升温至600K ，其？S%( )

(A)

第二类永动机服从能量守恒原理 (B)

(C)热不能全部转化为功

(D)

热不能全部转化为功而不引起其他变化 从第一定律的角度看，第二类永动机允许存在 )

(A) S A =S B (B) Q I

/T = Q n

/T (C) ?S

:

=?S n (D)?S

-1 -1 -1 -1 (A) J •K(B) J •K(C) J •K(D) J •K

为・K -1，则过程的？S%(

)

-1 -1

(A) J •K 1

(B) 197 J •K 1

18 •吉布斯自由能G 的特定组合为( (A) G=U+PV+TS (B) G=U-PV+TS

19 •关于亥姆霍兹自由能 A 的描述中，不正确的是( )

(A)A 是体系的容量性质 (B)A 具有能量的量纲 (C)A 是状态函数 (D)A 具有明确的物理意义

20.

下列过程？G=0的过程是(

)

(A) 绝热可逆且^=0的过程

(B)

等温等容且W=0的过程 (C) 等温等压且W'=0的过程

(D) 等温且W=0的过程

21 . A 作为判据的条件是( )

(A) 绝热可逆过程

(B)

等温等压只作体积功 (C) 等容绝热不作非体积功

(D)

等温等容

22. 300K 时，某一等温过程的 ？G=， ？H=，则？S%( )

(A) -1 -1 J •K -1 (B) J •K -1 (C) J •K -1

-1 (D) 703 J •K -1 23. 液态水在373K 和标准压力P 0

下汽化，则该过程( ) (A) ？H=0 (B) ？S=0

(C) ？U=0

(D) ？G=0

0 -1 0 -1 -1 0

24.

在 298K 时，反应 H 2 (g) +CI 2 (g) ==2HCI (g)的？G= KJ • mol -

, ?S = J •K - • mol -，则该反应的？H f

(HCl ，g)%( )

(A) KJ • mol -1

(B) KJ • mol -1

(C) KJ • mol -1

(D) KJ • mol -1

25. 热力学关系式dG 二SdT+VdF 可适用于下列那一过程( )

(A) 298K ，P 0的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀

(C) 电解水制取氢气 (D) N

2

+3H 2==2NH 未达到平衡

26.以下性质为强度性质的是( )

(A) 内能

(B)

化学势

(C)

自由能 (D) 体积

(三)简答题 (每题 2分)

27. “系统达平衡时熵值最大，自由能最小”的说法正确吗？为什麽？ 28. 263K 的过冷水结成263K 的冰，？S<0,与熵增加原理矛盾吗？为什麽？

29. 可逆过程的热温商与熵变是否相等？不可逆过程的热温商与熵变是否相等？为什麽？

30. “ △ Gy ，P < 0说明？G<0的过程只能在T ，P —定，且W

=0条件下发生”，这种说法对吗？为什麽? 31•指岀在和P 0下，液态水蒸发为水蒸气的过程中， ？S 、？A 、？型勺符

号？

(四)计算题 (每题 8分) 32.

2moIH 2 (g)由，反抗恒外压膨胀到体积为。求 ？S?设氢气

为理想气体。 33. 263K 和 P 0下，1mol 过冷水凝固为冰，求过程中体系熵变

？S?已知水在273K 时的凝固热

1 -1 -1

H 6004 J mol ，水 C P ，m,i = K mol ，冰 8m,s = K mol

34•在和P 0下进行的相变：

fO(l ，，P °)^H 2O (g ，，P 0),计算相变的？G,并判断能否自发进行。已

知FLO (l )在时的饱和蒸气压为 3168Pa, V m l 18 10 6

m 3

mol 1

.

35•温度为400K ，压力为5P 0的10gHe ，在外压为10P 0下进行等温压缩至10P 0。计算此过程的 Q W ?U 、？H 、？S 、？A 、？G 。设 He 为理想气体。

36•在x 105Pa 和时，把1molfO(g)可逆压缩为液体，计算 Q W ？U 、？H 、？S 、？A 、？G 。已知在，x 105Pa 下水的蒸发热为・mol -1。

(C) J •K

)

(C) G=U+PV-TS

(D) J •K

(D) G=U-PV-TS