热力学第二定律练习题及答案

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 ＋d n B ，既适用于封闭系统也适用于敞开

系统。 （ ）

3、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。 ( )

4、隔离系统的熵是守恒的。（ ）

5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（ ）

6、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（ ）

7、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。 ( ) 8、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。（ ）

9、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。（ ） 10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。 （ ） 11、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， （ ）

12、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。 （ ） 13、在10℃， kPa 下过冷的H 2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。 （ ） 14、理想气体的熵变公式

只适用于可逆过程。 （ ）

15、系统经绝热不可逆循环过程中S = 0，。 （ ）

二、选择题

1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(A /T )V 值是：（ ） （1）大于零 （2） 小于零 （3）等于零 （4）不确定 2、 从热力学四个基本过程可导出V

U S ∂⎛⎫

⎪∂⎝⎭=（ ） (1) (2) (3) (4) T p S p

A H U G V S V T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫

⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 3、1mol 理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确（ ）

（1）S 1= S 2= S 3= S 4 （2）S 1= S 2， S 3= S 4=0 （3）S 1=

S 4， S 2= S 3 （4）S 1= S 2= S 3， S 4=0

4、1 mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则：（ ）。 (1) G > A ； (2)

G < A ； (3) G = A ； (4) G 与A 无法比较。

5、理想气体从状态I 等温自由膨胀到状态II ，可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。（ ） （1）G （2）U （3）

S （4）H

6、物质的量为n 的理想气体等温压缩，当压力由p 1变到p 2时，其G 是：（ ）。

(1)

； (2)

； (3)

； (4)

7、1 mol 理想气体从相同的始态（p 1，V 1，T 1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p 2，V 2，T 2），经绝热不可逆膨胀到达

，则T T 2，V V 2，S S 2。（选填 >， =， <）

8、若系统经历一个循环过程，则下列各组哪一组所包含的量其改变量均为零：（ ）

(1) U 、Q 、W 、H ； (2) Q 、H 、C 、C V ； (3) U 、H 、S 、G ； (4) △U 、△H 、Q p 、Q V 。

9、 在100℃, kPa 下有1 mol 的H 2O( l )，使其与100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发，变为100℃， kPa 的H 2O( g )，对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向（ ） （1）S (系统) （2）

S (系统)+ S (环境) （3）G （4）S (环境) )

10、液态水在100℃及101325 kPa 下汽化成水蒸气，则该过程的（ ）。 （1）H = 0； （2）S = 0； （3）A = 0； （4）G = 0 11、一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是（ ）

（1）S （ 纯铁） > S （碳钢）； （2）S （ 纯铁） 0； （3）<0；

13 、对封闭的单组分均相系统，且W ’=0时，T

G p ⎛⎫

∂ ⎪∂⎝⎭的值应是（ ） （1）<0 （2）>0 （3）=0 （4）无法判断

14、10 mol 某理想气体，由始态300 K ，500 kPa 进行恒温过程的吉布斯函数变G =－47318 kJ 。则其终态系统的压力为（ ）。 （1） 125 kPa ； （2） 75

0 kPa ； （3） 7500 kPa ； （4） 25 kPa ）

15、 理想气体定温自由膨胀过程为（ ）

(1) △S>0 (2) U<0 (3) Q>0 (4) W<0

三、填空题

1、等式0T T

T U U H V p V ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫

=== ⎪

⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 适用于 。

2、 热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为 。

3、 1mol 理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（Ⅰ）与不可逆绝热膨胀（Ⅱ）至相同终态温度，（选择填>, <, =）则

U Ⅰ U Ⅱ，S Ⅰ S Ⅱ。

4、 1 mol 理想气体从 p 1= MPa 节流膨胀到 p 2= MPa 时的熵变为 S = 。

5、使一过程的 S =0，应满足的条件是 。

6、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是 T

S nR x p ∂⎛⎫=- ⎪

∂⎝⎭ 。你认为，这个公式的正确表达式中，x 应为 。

7、热力学基本方程之一为dH= 。 8、在732 K 时，反应 NH 4Cl(s) == NH 3(g) + HCl(g) 的

r

G =－ kJ·mol -1，

r

H =154 kJ·mol -1，则

该反应的

r

S

= 。

9、绝热不可逆膨胀过程系统的S 0，绝热不可逆压缩过程系统的S 0。（选填 >，< 或 = ） 10、 熵增原理表述为 。

11、在热源温度为534 K 及305 K 间工作的可逆热机，每一循环能作功135 J ，求热机在每一循环过程中从高温热源吸取热量为 。

12、在封闭系统中，无论发生何种不可逆绝热过程：（1）决不会出现系统的熵变S (系统)

的现象；（2）环境的熵变S (环)必然是 。 选填> 0 ，≥ 0，< 0， ≤ 0 或 = 0） 13、由克拉贝龙方程导出最常用的、最简单的克拉贝龙-克劳修斯方程的积分式时所作的三个近似处理分别是（1） ；（2） ；（3） 。 14、已知某化学反应在25 ℃的标准摩尔熵变为r

S (298 K)，又知该反应的

B

C p ,m,B ，则温度T 时

该反应的标准摩尔熵变

r

S (T ) =

。

15、热力学基本方程d H =T d S +V d p +∑

B

d n B 的适用条件为组成变的系统和

。

四、计算题

1、已知0℃冰的饱和蒸气压为0611 kPa,其升华焓为2820 J·g -1

，水汽的C p m =3012 J·K -1

·mol -1

。若将0 ℃时的1 g 冰转变为150℃，1013 kPa 的水汽，系统的熵变为多少设水汽为理想气体。已知H 2O