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热力学第二定律

0970

两个同体积、同温度(298 K)、同压力的相连容器，分别盛有0.028 kg N2与0.032 kg O2(视为理想气体)，打开通路使气体混合，则混合吉布斯自由能Δmix G = _____ J。

0601

任意体系经一循环过程, ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF均为零，此结论对吗？

0622

一可逆热机在三个热源间工作，当热机从T1热源吸热1200 J，作功200 J 时，试求：

(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T1，T2，T3的温度分别为400 K，300 K，200 K。

0623

理想热机效率η= (T2-T1)/T2，当T1→0，η→1时，从热源中获得的热都转化为功，这违反了热力学第二定律，因此T1不能为零，即绝对零度不能达到。由此看来，似乎第三定律能够从第二定律引出来，你能发现推论中的问题吗？

0624

理想气体绝热向真空膨胀，则：( )

(A) ΔS = 0，W = 0

(B) ΔH = 0，ΔU = 0

(D) ΔU = 0，ΔG = 0

0625

试证明，将一个恒温可逆过程和两个绝热可逆过程组合起来，不能成为循环。

0628

一切自发变化都有一定的__________________,并且都是不会________________进行的,这就是自发变化的共同特征。

0629

一个自发变化发生后,不可能使__________________都恢复到原来的状态而不留下任何影响,也就是说自发变化是_____________________ 。

0630

夏季在四周均绝热的室内将电冰箱门打开,接通电源,则室内的温度将：( )

(A) 降低(B) 升高(C) 不变(D) 不能确定是升高还是降低

0651

判断下列说法是否正确并说明原因：

(1) 夏天将室内电冰箱门打开，接通电源，紧闭门窗(设墙壁、门窗均不传热),可降低室温；

(2) 可逆机的效率最高，用可逆机去拖动火车，可加快速度；

(3) 在绝热封闭体系中发生一个不可逆过程从状态 I →II ，不论用什么方法体系再也

回不到原来状态 I ；

(4) 封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。

0652

根据卡诺定律，可得到如下推论：

“ 。”

0653

卡诺热机的效率只与有关，而与无关。

9101

用熵判据来判别变化的方向和平衡条件时,体系必须是____________,除了考虑_______

的熵变外,还要考虑________的熵变。

0655

在隔离体系中，由比较的状态向比较的状态变化，是自发变化的方向，

这就是的本质。

0656

卡诺认为：“ 。”这就是卡诺定理。

0657

从热力学第定律证明的定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题

的。

0671

熵变?S 是：

(1) 不可逆过程热温商之和

(2) 可逆过程热温商之和

(3) 与过程无关的状态函数

(4) 与过程有关的状态函数

以上正确的是： ( )

(A) 1,2 (B) 2,3

0672

当封闭体系发生变化时,应该用_________________过程中的热温商来衡量它的变化值。

0673

从始态A 经可逆过程到达终态B,则?S =(δA B

?Q /T )R ,如果A 和B 两个平衡状态十分接

近,d S =_____________________ 。

0674

(1) 试由热力学第一定律和熵的定义推导:

d S=(1/T)(?U/?T)V d T+(1/T)[(?U/?V)T+p]d V

(2) 利用上式计算1 mol范德华气体在恒温下体积由V1可逆地变到V2时的?U和?G。0675

理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变?S

体

及环境的熵

变?S

环

应为：（）

(A) ?S

体>0，?S

环

=0 （B）?S

体

<0，?S

环

体>0，?S

环

<0 （D）?S

体

<0，?S

环

0691

在绝热封闭条件下，体系的?S的数值可以直接用作过程方向性的判据, ?S = 0

表示可逆过程；?S > 0 表示________ ；?S < 0 表示__________ 。

0692

在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变：( )

(A) 大于零(B) 小于零

0693

下列四种表述：

(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：( )

(A) (1)，(2) (B) (3)，(4)

0694

有三个大热源,其温度T3>T2>T1，现有一热机在下面两种不同情况下工作：

(1) 从T3热源吸取Q热量循环一周对外作功W1，放给T1热源热量为(Q-W1)

(2) T3热源先将Q热量传给T2热源，热机从T2热源吸取Q热量循环一周, 对外作功W2，放给T1热源(Q-W2) 的热量

则上述两过程中功的大小为：( )

(A) W1> W2(B) W1= W2

0695

求任一不可逆绝热过程的熵变ΔS时，可以通过以下哪个途径求得？( )

(A) 始终态相同的可逆绝热过程

(B) 始终态相同的可逆恒温过程

(D) (B) 和(C) 均可

0696

理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )

(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

(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定

0697

将气体绝热可逆膨胀到体积为原来的两倍，此时体系的熵增加吗？将液体绝热可逆地汽化为气体时，熵将如何变化？

0698

1mol 单原子分子理想气体的始态为25 ℃和5×101.325 kPa。

(1) 经绝热可逆膨胀过程,气体的压力变为101.325 kPa，此过程的?S1= 0；

(2) 在外压101.325 kPa 下，经恒外压绝热膨胀至气体压力为101.325 k Pa，

此过程的ΔS2> 0；

(3) 将过程(2) 的终态作为体系的始态，在外压5×101.325 kPa下，经恒外压、绝热压缩至气体压力为5p?，此过程的ΔS3> 0。

试问：

(A)过程(1) 和过程(2)的始态相同，终态压力也相同，为什么熵的变化不同，即ΔS1=

0，

ΔS2> 0，这样的结论是否有问题？请论证之。

(B) 过程(3) 的始态就是过程(2) 的终态, 过程(3) 的终态压力就是过程(2)的始态压力，为什么两者的ΔS都大于零，即ΔS2> 0，ΔS3> 0，这样的结论是否有问题？

0699

对于孤立体系中发生的实际过程，下列各式中不正确的是：( )

(A) W = 0 (B) Q = 0

0700

一定量的气体在气缸内，

(1) 经绝热不可逆压缩，温度升高，ΔS > 0 ；

(2) 经绝热不可逆膨胀，温度降低，ΔS < 0 。

两结论对吗？

0701

熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。此结论对吗？

0702

体系由平衡态 A 变到平衡态 B ，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变，对吗？

0703

凡是ΔS > 0 的过程都是不可逆过程，对吗？

0704

任何气体经不可逆绝热膨胀时, 其内能和温度都要降低，但熵值增加。对吗？任何气体

如进行绝热节流膨胀，气体的温度一定降低，但焓值不变。对吗？

0705

理想气体从状态 I 经自由膨胀到状态 II ，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发

性？

( )

(A) ΔH (B) ΔG

0706

由于热功交换的，而在公式中引入的，这对于其它过程（包括化学过程）

同样适用。因而对所有的不可逆过程就找到了一个共同的判别准则。

0707

当一个不可逆过程发生之后，增加了，而的可用性减少了。

0708

牙齿的珐琅质可近似看作是由羟基–磷灰石化合物3Ca 3(PO 4) Ca(OH)2构成的。

已知羟基离子可被氟离子取代，生成3Ca 3(PO 4) CaF 2，可存在于牙齿构造中使对龋齿

有更大的抵抗力。如果用氟化亚锡溶液加入牙膏中，使之发生上述变化是否可能。

已知：Δf G m $[298 K,CaF 2(s)]=-1167 kJ·mol -1

Δf G m $[298 K,Sn(OH)2(s)]=-492 kJ·mol -1

Δf G m $[298 K,Ca(OH)2(s)]=-899 kJ·mol -1

),s (S n e 2S n

2→+-+E 1$= -0.14 V ,F 2e 2)g (F 2--→+E 2$=2.87 V

0709

H 2–O 2燃料电池是用p $的气体进行补充的。在298 K 时，该电池释放的功率为1 kW 。

已知燃料消耗的速度相同，估算363 K 时电池输出的功率。（忽略体积功，在温度变化不大

时，

Δf H m $

[H 2O(l)]和Δf G m $[H 2O(l)]可视作常数）

Δf H m $[298 K,H 2O(l)]=-285 kJ·

mol -1 Δf G m $[298 K,H 2O(l)]=-237 kJ·

mol -1

0731

将一玻璃球放入真空容器中，球中已封入 1mol H 2O(l) (101.3 kPa,373 K)，真空容器内

部恰好容纳 1mol 的H 2O(g) (101.3 kPa,373 K)，若保持整个体系的温度为 373 K ，小球被击

破后，水全部汽化成水蒸气，计算Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔF 。根据计算结果，

这一过程是自发的吗？用哪一个热力学性质作为判据？试说明之。

已知水在 101.3 kPa ，373 K 时的汽化热为 40 668.5 J·mol -1。

0733

p ，100℃下，1mol H 2O(l)与 100℃大热源接触，使水在真空容器中汽化为 101.325 kPa

的H 2O(g)，设此过程的功为W ，吸热为Q ，终态压力为p ，体积为V ，用它们分别表示ΔU ，

ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔF ，下列答案哪个是正确的？

( )

0734

请判断理想气体节流膨胀过程中，体系的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔF ，ΔG 中哪些一定为零？

0735

请判断实际气体节流膨胀过程中，体系的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔF ，ΔG 中哪些一定为零？

0736

请判断实际气体绝热自由膨胀过程中，体系的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔF ，ΔG 中哪些一定

为零？

0737

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

实际气体绝热自由膨胀，ΔU 0，ΔS _____ 0。

0738

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

理想气体经节流膨胀，ΔS _____ 0，ΔG _____ 0。

0739

对实际气体的节流膨胀过程，有( )

(A) ΔH = 0 (B) ΔS = 0

0740

理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU _____ ，ΔS _____ 。

0742

H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程：( )

(A) ΔH = 0 (B) ΔU = 0

0743

(1) 请写出Gibbs 对热力学及化学热力学的八个贡献；

（只写出二个或二个以下者都不得分）

(2) 将某纯物质的液体用活塞封闭在一个绝热的筒内，其温度为T0，活塞对液体的压力正好是该液体在T0时的蒸气压p0，假设该液体的物态方程为

×｛1+α(T-T0)-K(p-p0)｝

V m=V 0

是液体在T0，p0的摩尔体积，α和K分别是膨胀系数和等温压缩系数，设它们都式中，V0

为常数。将该液体经绝热可逆过程部分汽化，使液体的温度降到T，此时液体的蒸气压为p 。试证明液体所汽化的摩尔分数为：

α(p0-p)]

x=(m/n)=(T/Δvap H m)[C p, m (l)ln(T0/T)-V 0

式中，n为汽化前液体的物质的量，m是变成蒸气的物质的量，C p, m(l) 为液体物质的摩尔定压热容，Δvap H m是该物质在T时的摩尔汽化焓。

0744

选择正确答案，将其标号字母填入括号内。

理想气体恒压膨胀，其熵值如何变化？( )

(A) 不变(B) 增大

0745

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格。

理想气体恒温可逆压缩，?S _____ 0，?G _____ 0。

0746

恒温恒压条件下，某化学反应若在电池中可逆进行时吸热，据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零？( )

(A) ΔU (B) ΔH

0747

在p ?，273.15 K 下水凝结为冰，判断体系的下列热力学量中何者一定为零？

( )

(A) ΔU (B) ΔH

0748

两种不同物质均为理想气体，它们的热容、物质的量及压力均相同，但温度分别为T 1

和T 2，如果在总体积保持不变的条件下把它们绝热混合，试求熵变ΔS 。

0749

一个理想热机在始态温度为T 2的物体 A 和温度为T 1的低温热源 R 之间可逆地工作，

当 A 的温度逐步降到T 1时，A 总共输给热机的热量为Q 2，A 的熵变为ΔS A ，试导出低温

热源 R 吸收热量Q 1的表达式。

0752

373K ，2p ?的水蒸气可以维持一段时间，但这是一种亚稳平衡态，称作过饱和态，它可

自发地凝聚，过程是：

H 2O (g,100℃,202.650 kPa)??

→H 2O (l,100℃,202.650 kPa) 求水的?g l

H m ,?g l

S m ,?g l

G m 。已知水的摩尔汽化焓 ?g l

H m 为 40.60 kJ·mol -1，假设水蒸气为

理想气体，液态水是不可压缩的。

0754

下列表达式中不正确的是：

(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）

(D) (?U /?p )T = 0 （适用于理想气体）

0828

把 2 mol 水由 300 K ，1.013×105Pa 变为 310K ，40.530×105 Pa ，计算其熵变ΔS 。已

知：水的C p , m = 75.3 J·K -1·mol -1 ; V m = 1.8×103 m 3·mol -1，压缩系数 α = 3.04×10-4 K -1 （忽

略它们随温度的微小变化）。

0755

试求以下几种情况下体系的熵变，假设 A ，B 均为理想气体，摩尔定压热容分别为C p ,

m (A)，C p , m (B)，且气体的混合是与外界绝热的。

(A) 纯 A (n ,T ,p ,V ) + 纯 B (n ,T ,p ,V )??

→A,B 混合气 (T ,p ,2V ) (B) 纯 A (n ,T ,p ,V ) + 纯 B (n ,T ,p ,V )??

→A,B 混合气 (T ,2p ,V )

(D) 纯A (n,T1,p,V) + 纯A (n,T2,p,V)??→纯A (T'',p,2V)

0756

一绝热容器正中有一无摩擦、无质量的绝热活塞，两边各装有25℃,101.325 kPa的1mol 理想气体，C p, m=(7/2)R，左边有一电阻丝缓慢加热（如图）,活塞慢慢向右移动, 当右边压力为202.650 kPa 时停止加热，求此时两边的温度T左，T右和过程中的总内能改变?U及熵的变化?S（电阻丝本身的变化可以忽略）。

0757

理想气体的atto 循环由下面四个可逆步骤构成：

(A) 气体绝热可逆压缩

(B) 恒容升温，气体从环境吸热

(D) 恒容降温回到原态

该循环过程的T－S图为：( )

0758

已知某可逆反应的(?Δr H m/?T)p= 0，则当反应温度降低时其熵变Δr S m：

( )

(A) 减小(B) 增大

0759

理想气体等温(T = 300 K) 膨胀过程中从热源吸热600 J，所做的功仅是变到相同终态时最大功的1/10，则体系的熵变ΔS = __________ J·K-1。

0760

已知某气体的定容热容为C V = g + hT, 其中g 和h皆不是体积的函数，如果该气体服从范德华方程式，试求 1 mol 气体从状态p1，V1，T1变化到状态p2，V2，T2时熵变?S的表达式。

0761

某化学反应在等温、等压下(298 K, p?) 进行，放热40.000 kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.000 kJ。

(1) 计算该化学反应的Δr S m ；

(2) 当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变（即Δr S m,体+ ΔS m,环）

(3) 计算体系可能做的最大电功为若干？

0762

若有两块同样的金属，温度不同，绝热下使两者接触最后达到温度均匀。试用熵函数证明该过程为不可逆过程。

0763

在298.2 K 的等温情况下，两个瓶子中间有旋塞连通，开始时一瓶放0.2 mol O2 ,压力为0.2 p?。另一瓶放0.8 mol N2，压力为0.8 p?，打开旋塞后，两气体相互混合，计算：

(1) 终态时瓶中的压力；

(2) 混合过程的Q，W，Δmix U，Δmix S，Δmix G；

(3) 如果等温下可逆地使气体恢复原状，计算过程的Q和W。

0764

1mol 单原子分子理想气体始态为273 K，p ,分别经下列可逆变化,其吉布斯自由能的变化值各为多少？

(A) 恒温下压力加倍

(B) 恒压下体积加倍

假定在273 K，p?下,该气体的摩尔熵为100 J·K-1·mol-1。

0765

将298.15 K的1 mol O2从p?绝热可逆压缩到6p?，试求Q，W，ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS和

ΔS隔离。已知S m(O2, 298.15 K) = 205.03 J·K-1·mol-1。

0766

某气体状态的方程为 (p +a /V 2)V =RT , 其中 a 是常数，在压力不很大的情况下, 试求出

1mol 该气体从p 1，V 1经恒温可逆过程至 p 2，V 2 时的 Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS 和ΔG 。

0767

请计算 1 mol 苯的过冷液体在 -5℃, p ?下凝固的Δl s

S 和Δs 1G 。已知 -5℃ 时,固态苯

和液态苯的饱和蒸气压分别为 0.0225 p ?和 0.0264 p ?；-5℃，p ?时,苯的摩尔熔化热为 9.860

kJ·mol -1。

0768

水在 100℃，p ?下沸腾时，下列各量何者增加？ ( )

(A) 熵 (B) 汽化热

0770

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 N 2 (g) 和 O 2 (g)，如下图。

(1) 求体系达到热平衡时的ΔS ；

(2) 达热平衡后将隔板抽去，求体系的Δmix S ；

N 2，O 2皆可视为理想气体，热容相同，C V , m = (5/2)R 。

0772

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

0774

一体系经过 A,B,C 三条不同的途径由同一始态出发至同一终态。其中 A,B 为可逆途

径，C 为不可逆途径，则下列有关体系的熵变ΔS 的七个等式为：（Q A ，Q B ，Q C 分别为三过

程中体系吸的热）

其中错误的是： ( )

(A) (5)，(6)

(B) (1)，(4)

(D) (5)，(7)

0775

在横线上填上＞、＜、＝或？（？代表不能确定）。

水在 373.15 K 和 101.325 kPa 下通过强烈搅拌而蒸发，则

(A) ΔS ______ Q /T Q 为该过程体系吸收的热量

(B) ΔF ______ -W

(D) ΔG ______ -W f

0776

在 N 2和 O 2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:

( )

(A) ΔU = 0 (B) ΔF = 0

0777

若摩尔定容热容C V , m 与温度无关，试证：

(1) 物质的量为n 的范德华气体从T 1, V 1??→T 2, V 2时熵变

ΔS =nC V , m ln(T 2/T 1)+nR ln[(V 2- nb )/(V 1-nb )]

(2) 范德华气体绝热可逆过程方程式为

T (V - nb )R /C V , m = 常数

0778

已知 25℃时，水的标准摩尔生成吉布斯自由能为 -237.19 kJ·mol -1。在 25℃，101.325

kPa 下，用 2.200 V 的直流电使 1 mol 水电解变成 101.325 kPa 的氢和 101.325 kPa 的氧，

放热 139 kJ 。求该反应的摩尔熵变。

0779

人体活动和生理过程是在恒压下做广义电功的过程。问 1mol 葡萄糖最多能供应多少

能量来供给人体动作和维持生命之用。已知：

葡萄糖的Δc H m $(298K) = -2808 kJ·mol -1, S m $

(298K)=288.9 J·K -1·mol -1， CO 2的S m $

(298K) = 213.639 J·K -1·mol -1；

H 2O (l) 的S m $(298K) = 69.94 J·K -1·mol -1， O 2的S m $

(298K) = 205.029 J·K -1·mol -1。

0781

2 mol 苯和

3 mol 甲苯在25 ℃和101.325 kPa 下混合，设体系为理想液体混合物，求该过程的Q，W及Δmix U，Δmix H，Δmix H，Δmix F，Δmix G。

0782

在下列结论中正确的划“√”，错误的划“×”。

当液态水和水蒸气达平衡时,

(1) 在373.15 K 和101.325 kPa下, G(g) = G(l)

(2) 由(1) 可知，对于恒压而温度发生变化的过程，有d G(g) = d G(l)

(3) 对于某一相（气相或液相），固定压力，则d G = -S d T

(4) 由(3) 可知，S(l) = S(g)

0783

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

0785

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。该过程的：

( )

(A) Δvap S m= 0

(B) Δvap G m= 0

(D) Δvap U m= 0

0787

单原子分子理想气体的C V, m=(3/2)R,温度由T1变到T2时，等压过程体系的熵变ΔS p与等容过程熵变ΔS V之比是：

( )

(A) 1 : 1 (B) 2 : 1

0789

2 mol 100℃，101.325 kPa 的液态水向真空汽化，全部变成为100℃，101.325 kPa的水蒸气,求水的熵变Δvap S，判断过程是否自发。已知101.325 kPa,100℃时水的摩尔汽化热为40.68 kJ·mol-1。水蒸气可视为理想气体。

0790

苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓是Δvap H m= 30.77 kJ?mol-1,今在353K, p?下，将1mol 液态苯向真空等温汽化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。

(1) 计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功W；

(2) 求苯的摩尔汽化自由能Δvap G m和摩尔汽化熵Δvap S m；

(3) 求环境的熵变；

(4) 使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。

0791

下图表示一个卡诺循环，请把该循环中过程A，B，C 及D 示意标绘在S-T图上。

0792

请在下列p-V，T-p，T-S，U -S及S-V坐标图上绘出理想气体卡诺循环的状态变化（用箭头标明各步的变化方向）。

0793

有两种液体，其质量均为m，比热均为C p，温度分别为T1,T2，试证明在等压下绝热混合的熵变为：

ΔS = 2mC p ln[(T1+ T2)/2(T1-T2)1/2]

并证明T1≠T2时，ΔS > 0，假设C p与温度无关。

0794

(1) 已知水在50p?下沸点为265℃，p?下沸点为100℃，试比较：(a) 在p?下，(b)在50 p?下，工作于水的沸点的蒸气机的理论效率。假定低温热源温度均为40℃。

(2) 在题(1) 中，若两种情况下都要对外作功1000 J，则必须从高温热源吸热各多少？

(3) 欲提高卡诺热机效率，是保持T1不变、升高T2好，还是保持T2不变、降低T1好？并说明理由。

0795

某气体的状态方程为pV =n (RT + Bp )，其中 B = 0.030 dm 3·mol -1，该气体的C p , m

/J·K -1·mol -1= 27.20 + 4.81×10-3(T /K)。试计算当 3.00 mol 该气体由600 K ，10p ? 变至 300 K ，

5p ?的ΔS ，ΔH 和ΔU 。

0796

1mol 某气体在类似于焦耳-汤姆孙实验的管中由 100p ?，25℃ 慢慢通过一多孔塞变成

p ?，整个装置放在一个温度为 25℃ 的特大恒温器中。实验中，恒温器从气体吸热 202 J 。

已知该气体的状态方程p (V m - b ) =RT ，其中b = 20×10-6 m 3·mol -1。试计算实验过程中的W ，

ΔU ，ΔH 和ΔS 。

0797

试用T -S 图推导卡诺循环的热机效率 η = (T 1-T 2)/T 1（T 1, T 2分别为高、

低温热源的温度）。

0798

在S m $(298 K)及C p , m 数据已知的情况下，

物质的量为n 的理想气体从状态 I (p 1,T 1) 变到状态 II (p 2,T 2)，请推导求算ΔG 的表达式。设C p , m 为常数。

0799

1 mol H 2从 100 K ，4.1 dm 3加热到 600 K ，49.

2 dm 3，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：

C V , m ={20.753-0.8368×10-3T /K+20.117×10-7(T /K)2} J·K -1·mol -1

0800

纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则： ( )

(A) Δvap U ?=Δvap H ?，Δvap F ?=Δvap G ?，Δvap S ?> 0

(B) Δvap U ?<Δvap H ?，Δvap F ?<Δvap G ?，Δvap S ?> 0

(D) Δvap U ?<Δvap H ?，Δvap F ?<Δvap G ?，Δvap S ?< 0

0802

0804

已知 CaCO 3(s)，CaO(s)，CO 2(g) 的Δf H m

$(298 K)分别为 -1206.87，-635.6，-393.51 kJ·mol -1，假定 CaCO 3(s) 在 298 K 时的分解压力为p ，并假定在此条件下CO 2(g) 可视为理

想气体，试计算下列反应在 298 K 时的摩尔熵变。

0805

2 mol H 2和 2 mol Cl 2在绝热钢筒内反应生成 HCl 气体，起始时为常温常压。则：( )

(A) Δr U = 0，Δr H = 0，Δr S > 0，Δr G < 0

(B) Δr U < 0，Δr H < 0，Δr S > 0，Δr G < 0

(D) Δr U > 0，Δr H > 0，Δr S = 0，Δr G > 0

0806

在p ?下，把 25 g ，273 K 的冰加到 200 g ，323 K 的水中，假设体系与环境无能量交

换，计算体系熵的增加。（水的比热为 4.18 kJ·kg -1·K -1，冰的熔化热为 333 kJ·kg -1，设它们

为常数）

0807

在 373 K 及p ? 条件下，使 2 mol 水向真空汽化为水气，终态为p ?，373 K ，求此过程

中的W ，Q 及Δvap U ?，Δvap H ?、Δvap S ?。水的汽化热为 40.6 kJ·mol -1，水在 373 K 时的密度

为 0.9798 kg·m -3 。假设水气可作为理想气体。

0809

试计算 0℃，p ?下的1 mol 液体水转变成 200℃，3p ? 下的水蒸气过程中，体系的 ΔU ，

ΔH 及ΔS 。假设水具有恒定的密度和热容，且水蒸气为理想气体，已知水的摩尔汽化热为

40.60 kJ·mol -1，摩尔定压热容的计算公式如下：

C p , m /J·K -1·mol -1=36.86-7.95×10-4(T /K) + 9.20×10-7(T /K)2

0810

已知冰的摩尔熔化热为5.650 kJ·mol -1（可视为常数）,水的正常凝固点为0℃，求p ?，-10℃

时，1 mol 过冷液体水凝结为冰时，体系的Δl s G 和Δl s

S 。

0811

在一杜瓦瓶（绝热恒压容器）中，将 5 mol 40℃ 的水与 5 mol 0℃ 的冰混合，求平

衡后的温度，以及此体系的ΔH 和ΔS 。已知冰的摩尔熔化热为 6.024 kJ·mol -1，水的摩尔定

压热容为 75.3 J·K -1·mol -1。

0812

若 1000 g 斜方硫 (S 8) 转变为单斜硫 (S 8) 时，体积增加 0.0138 dm 3。斜方硫和单斜硫

在25℃时标准摩尔燃烧热分别为 -296.7 kJ·mol -1，-297.1 kJ·mol -1；在 101.325 kPa 的压力下，

两种晶型的正常转化温度为 96.7℃。请判断在 100℃，506.625 kPa 下，硫的哪一种晶型稳

定？设两种晶型的C p , m 相等（硫的摩尔质量为0.032 kg·mol -1），且两种晶型转变的体积增

加值为常数。

0813

将 400 K 和 101.325 kPa 的1 mol 某液态物质向真空容器中汽化成 400 K ，101.325 kPa

的气态物质（可视为理想气体），已知此条件下该物质的标准摩尔汽化热为 16.74 kJ·mol -1。

(1) 计算该过程的 Δvap S 总，Δvap F ，Δvap G ；

(2) Δvap S 总，Δvap F ，Δvap G 是否均可用来判别这一过程的方向？并叙述理由，其判断

结果如何？

0814

计算1 mol Br2(s) 从熔点7.32℃变到沸点61.55℃时Br2(g) 的熵增。已知Br2(l) 的比热为0.448 J·K-1·g-1，熔化热为67.71 J·g-1，汽化热为182.80 J·g-1，Br2的摩尔质量为159.8 g·mol-1。

0815

2 mol理想气体由5p?，50℃加热到10p?，100℃，试计算此气体的熵变。已知该气体的C p, m =(5/2)R。

0816

将1mol，298K 的O2(g) 放在一敞口容器中，由容器外13.96 K 的液态H2作冷却剂，使体系冷却为90.19 K 的O2(l)。已知O2在90.19 K 时的摩尔汽化热为6.820 kJ·mol-1，试计算该冷却过程中的体系熵变、环境熵变和总熵变。

0818

1 mol NH3始态的温度为25℃，压力为p?，然后在恒压下加热，使其体积增大至原来的三倍。试计算Q，W，ΔH，ΔU和ΔS。已知：C p, m = {25.90 + 33.00×10-3(T/K) - 30.46×10-7(T/K)2} J·K-1·mol-1，

假设在这样条件下的NH3可当作理想气体。

0821

有两个中间可由活塞连通的烧瓶中，开始时分别盛有0.2 mol，0.2p?的O2气和0.8 mol，0.8p?的N2气，置于25℃的恒温水浴里，然后打开活塞，

(1) 试计算最终p2；

(2) 计算该过程的Q，W及Δmix U，Δmix S和Δmix G；

(3) 将体系可逆等温地回复到原来状态的Q和W。

0822

1 mol O2克服101.325 kPa 的恒定外压作绝热膨胀，直到达到平衡为止，初始温度为200℃，初始体积为20 dm3，假定氧气为理想气体，试计算该膨胀过程中氧气的熵变。

0823

1mol 理想气体在273.15 K 等温地从10p?膨胀到p?，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q，W以及气体的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF。

0824

计算1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。

He (101.325 kPa,473 K)??→He (101.325 kPa,673 K)

$[He(g)] = 135.1 J·K-1·mol-1。

已知：C p, m [He(g)] = (5/2)R，473K 时S

0825

将 298 K ，p ?下的 1dm 3 O 2（作为理想气体）绝热压缩到 5p ?，耗费功 502 J 。求终态

的T 2和S 2，以及此过程中氧气的ΔH 和ΔG 。已知：

O 2的S m $(O 2,298 K) = 205.14 J·

K -1·mol -1，C p , m (O 2) = 29.29 J·K -1·mol -1 。

0894

1 mol Ag(s)在等容下由273.15 K 加热到303.15 K,已知在该温度区间内Ag(s)的

C V , m /J·K -1·mol -1=24.48,则其熵变为： ( )

(A) 2.531 J·K -1 (B) 5.622 J·K -1

0828

把 2 mol 水由 300 K ，1.013×105Pa 变为 310K ，40.530×105 Pa ，计算其熵变ΔS 。已

知：水的C p , m = 75.3 J·K -1·mol -1 ; V m = 1.8×103 m 3·mol -1，压缩系数 α = 3.04×10-4 K -1 （忽

略它们随温度的微小变化）。

0830

经历下述可逆等压过程：

此体系的 C p = 20 J·K -1，始态熵 S 1= 30 J·K -1。计算过程的Q ，W 及体系的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔF ，

ΔG 的值。

0831

298 K ，101.3 kPa 下，Zn 和 CuSO 4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200 kJ ，

放热 6 kJ ，求该反应的Δr U ，Δr H ，Δr F ，Δr S ，Δr G （设反应前后的体积变化可忽略不计）。

0832

在一个带隔板的绝热恒容箱中，充以不同温度的两种理想气体,V 1=V 2/2，这两种理想气

体的C V , m = 28.03 J·K -1·mol -1，始态如下图所示：

若将隔板抽去后，试求：

(1) 达平衡后体系的熵变 Δmix S ；

(2) 体系复原的概率有多大（设终态的热力学概率为 1 ）？

0833

一导热良好的固定隔板将一带无摩擦绝热活塞的绝热气缸分为左右两室，左室中充入

1mol A ，右室中充入 2 mol B ，A 和 B 均为理想气体（其始态如下图所示）。若将绝热活塞

上的销钉拔掉，求达到平衡时体系的熵增△S 。已知： A 和 B 的摩尔定容热容分别为：

C V, m(A) = 1.5 R，C V, m(B) = 2.5 R，p外= 101.325 kPa。

0834

在298 K, 1.01325×105 Pa 下，金刚石的摩尔燃烧焓为395.26 kJ·mol-1，摩尔熵为2.42 J·K-1·mol-1。石墨的摩尔燃烧焓为393.38 kJ·mol-1，摩尔熵为5.690 J·K-1·mol-1。

$；

(1) 求在298 K，101.325 kPa 下，石墨变为金刚石的Δr G

(2) 若金刚石和石墨的密度分别为3.510×103kg·m-3及2.260×103kg·m-3，并设密度不随压力而变化，则在298 K 下，若使石墨变为金刚石，至少需要多大压力？

0835

在一圆柱形的绝热容器中，置一无摩擦的绝热可动活塞将容器分为左右两室，活塞两侧各充以1mol 的理想气体（其C V, m = 2R），始态均为p0，V0，p0（如下图所示），现将一通电线圈放入左室，对左室空气缓慢地加热，左室中膨胀的气体通过绝热活塞压缩右室的气体至终态时,右室气体的压力为(27/8)p0。若忽略通电线圈的熵变，试求左、右二室的总熵变。

0836

计算下列各恒温过程的熵变（气体看作理想气体）。

0837

请证明简单状态变化中，体系的熵变可表示为：

d S = (C V/T)(?T/?p) V d p + (C p/T)(?T/?V)p d V

并导出对于理想气体,若始态为p1, V1, 终态为p2, V2, C p, C V均为常数,其熵变

ΔS =C V ln(p2/p1) + C p ln(V2/V1)

0838

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

100℃，1.5p?的水蒸气变成100℃，p?的液体水，ΔS ______ 0, ΔG ______ 0。

0839

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

若反应C(s) + O2(g) = CO2(g) 在恒温、恒压条件下发生，其Δr H m< 0，若在恒容绝热条件下发生，则Δr U m _____ 0，Δr S m _____ 0。

0840

请判断在下列过程中，体系的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG中有哪些一定为零？

(A) 苯和甲苯在常温常压下混合成理想液体混合物

(B) 水蒸气经绝热可逆压缩变成液体水

(D) 水蒸气通过蒸气机对外作功后恢复原状

(E) 固体CaCO3在p?分解温度下分解成固体CaO 和CO2气体

0841

请判断理想气体恒温可逆膨胀过程中，体系的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG中有哪些一定为零？

0843

可以用U -S坐标对气体循环过程作出图解，指出下面哪一个图代表理想气体经历

卡诺循环的U -S图。( )

(A) 等温膨胀(B) 绝热膨胀

0844

在等温等压下进行下列相变：

H2O (s,-10℃, p?) = H2O (l,-10℃, p?)

在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是适用的? ( )

2 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 ＋∑=1 B B μd 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℃，101.325 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?S nC V V nC p p p V =?? ???+?? ?? ?,,ln ln m m 2121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？（）

热力学第二定律的建立

热力学第二定律的建立 1850年克劳修斯提出热力学第二定律以后，至20世纪初，一直被作为与热力学第一定律并列的热力学两大基本定律，引起学术界特别是物理学界的极大重视。这两个基本定律的发现，使热力学在19世纪50年代初时起，被看作近代物理学中的一个新兴的学科，和物理学家们极其热衷的重要领域，得到物理学家和化学家们的关注。 1、热力学第二定律产生的历史背景 18世纪末惠更斯和巴本（Dents Papin，1647～1714）实验研究的燃气汽缸，塞维利（Thomas Savery，1650～1715）于1798年制成的“矿工之友”，及纽可门（Newcomen Thomas，1663～1729）于1712年发明的“大气机”等早期的蒸汽机，都是利用两个不同温度的热源（锅炉和水）并使部分热量耗散的方法使蒸汽机作功的，也可以说不自觉地运用热力学第二定律的思想，进行设计的。瓦特改进纽可门蒸汽机的关键，是以冷凝器取代大气作为第二热源，因而使耗散的热量大大降低。为了进一步减少热的耗散量和

提高热效率与功率，18世纪末和19世纪40年代又先后研制成中低压和高低压二级膨胀式蒸汽机。热机的整个发展史说明，它的热效率可以不断提高和耗散的热量可以逐渐减少。但是，热机的热效率至今虽然逐渐有所提高，但耗散的热量永远也不可能消除。因此，卡诺的可逆循环只可趋近而永远也无法达到。这就提出了一个十分重要的问题，就是卡诺提出的“在蒸汽机内，动力的产生不是由于热质的实际消耗，而是由热体传到冷体，也就是重新建立了平衡”的论断中，最后的话是不正确的，这不仅因为他相信热质说引起的，而且因为在无数事实中，这种热平衡在一个实际热机中是不可达到的。事实说明，机械功可以完全转化为热，但在不引起其他变化的条件下，热却不可能完全转化为机械功。人们设想，如果出现一个制成这样永动机的先例，即一个孤立热力学系统会从低温热源取热而永恒地做功，那么大地和海洋几乎可以作为无尽的低温热源，做功将是取之不尽的。事实上这与热力学原理相矛盾的，这就意味着可能有一个新的热力学基本定律在起着作用。综上可见，虽然有的事件是不违背热力学第一定律的但也不可

热力学第二定律与熵

Chapter X：热力学第二定律(The Second Law of Thermodynamics) ·一切热力学过程都应该满足能量守恒。问题满足能量守恒的过程都能进行吗?·热力学第二定律告诉我们，过程的进行还有个方向性的问题，满足能量守恒的过程不一定都能进行。§1 自然过程的方向性一、自然过程的实例 1.功热转换的方向性功→热可自动进行焦耳实验 (如摩擦生热、焦耳实验) 热→功不可自动进行(焦耳实验中，不可

能水温自动降低推动叶片而使重物升高)“热自动地转换为功的过程不可能发生”“通过摩擦而使功变热的过程是不可逆的”， “其惟一效果(指不引起其它变化)是一定量的内能(热) 全部转变为机械能(功)的过程是不可能发生的”。·热机：把热转变成了功，但有其它变化(热量从高温热源传给了低温热源)。·理气等温膨胀：把热全部变成了功，但伴随了其它变化(体积膨胀)。

2.热传导的方向性热量可以自动地从高温物体传向低温物体，但相反的过程却不能发生。 “热量不可能自动地从低温物体传向高温物体”。 “其惟一效果是热量从低温物体传向高温物体的过程是不可能发生的”。 3. ·在绝热容器中的隔板被抽去的瞬间，分子都聚在左半部 (这是一种非平衡态，因为容器内各处压强或密度不尽相同)，此后分子将自动膨胀充满整个容器，最后达到平衡态。气体绝热自由膨胀的方向性初态

(注意：这是一种非准静态过程) “气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的” 实例：生命过程是不可逆的：出生→童年→少年→青年→ 中年→老年→八宝山不可逆！流行歌曲： “今天的你我怎能重复昨天的故事!” 二、各种实际宏观过程的方向性都是相互沟通的(不可逆性相互依存) ·相互沟通(相互依存)：

热力学第二定律概念及公式总结

热力学第二定律一、自发反应-不可逆性（自发反应乃是热力学的不可逆过程）一个自发反应发生之后，不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响，也就是说自发反应是有方向性的，是不可逆的。二、热力学第二定律 1. 热力学的两种说法： Clausius:不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化 Kelvin ：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化 2. 文字表述：第二类永动机是不可能造成的（单一热源吸热，并将所吸收的热完全转化为功）功热【功完全转化为热，热不完全转化为功】（无条件，无痕迹，不引起环境的改变）可逆性：系统和环境同时复原 3. 自发过程：（无需依靠消耗环境的作用就能自动进行的过程）特征：（1）自发过程单方面趋于平衡；（2）均不可逆性；（3）对环境做功，可从自发过程获得可用功三、卡诺定理（在相同高温热源和低温热源之间工作的热机） ηη≤ηη （不可逆热机的效率小于可逆热机）所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相同，且与工作物质无关四、熵的概念 1. 在卡诺循环中，得到热效应与温度的商值加和等于零：ηηηη+η ηηη=η 任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态，而与可逆途径无关热温商具有状态函数的性质：周而复始数值还原从物理学概念，对任意一个循环过程，若一个物理量的改变值的总和为0，则该物理量为状态函数 2. 热温商：热量与温度的商 3. 熵：热力学状态函数熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量 ηη ：起始的商 ηη ：终态的熵 ηη=(ηηη)η （数值上相等） 4. 熵的性质：（1）熵是状态函数，是体系自身的性质是系统的状态函数，是容量性质（2）熵是一个广度性质的函数，总的熵的变化量等于各部分熵的变化量之和（3）只有可逆过程的热温商之和等于熵变（4）可逆过程热温商不是熵，只是过程中熵函数变化值的度量（5）可用克劳修斯不等式来判别过程的可逆性（6）在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的熵不变（7）在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过程，系统的熵就要增大，所以在隔离系统中，一切能自动进行的过程都引起熵的增大。若系统已处于平衡状态，则其中的任何过程一定是可逆的。五、克劳修斯不等式与熵增加原理不可逆过程中，熵的变化量大于热温商 ηηη→η?(∑ηηηηηηη)η>0 1. 某一过程发生后，体系的热温商小于过程的熵变，过程有可能进行不可逆过程 2. 某一过程发生后，热温商等于熵变，则该过程是可逆过程

工程热力学4熵与热力学第二定律

第四章熵与热力学第二定律热力学第一定律普遍适用于自然界中的任何过程。其所给出的知识虽然是严格、正确的，但远非完全的。有一些问题很普通，它却不能回答。例如，它虽然告诉我们在每一过程中能量是守恒的，但却不能向我们指出任何特定的过程实际上能否发生。事实上，许多并不违反热力学第一定律的过程，如热的物体和冷的物体接触时，热自发地从低温物体传向高温物体，从而使热的更热，冷的更冷；将一定数量的热完全转变成功而不发生其它变化；等等，从未发生过。涉及自然界中符合热力学第一定律的过程，哪些会发生？哪些不会发生？如何才能发生？进行到何种程度为止？即过程进行的方向、条件和限度的问题，需要另有一个完全不同的普遍法则去解决，这就是热力学第二定律。如果说，热力学第一定律论述的是能量的“量”，那么，热力学第二定律则要涉及能量的“质”。

4.1 自然发生过程的方向性通过观察周围实际发生的过程，人们发现大量的自然过程具有方向性。（1）功热转化经验表明：一定数量的功可无条件地完全转变成热。最简单的方法是摩擦生热。如通过重物下降带动搅拌器旋转，由于粘性阻力，与叶轮表面的摩擦使得容器中的流体温度上升等；除摩擦外，诸如电流通过具有电阻的器件或线路，以及磁滞和固体非弹性碰撞等，都发生了称为耗散的仅将功变为等量热的效应。而它们的反向过程，如将叶轮与流体摩擦生成的热量，重新转化为功，使下降的重物回到原位等，却不能自动进行，即热不能无条件地完全转变成功。（2）温差传热温度不同的两个物体接触，热一定自发地从高温物体传向低温物体；而反向过程，如热从低温物体传回高温物体，系统恢复原状，却不会自动进行。

第五章热力学第二定律与熵

第五章热力学第二定律与熵教学目的与要求：理解热力学第二定律的两种表述及其实质，知道如何判断可逆与不可逆过程；理解热力学第二定律的实质及其与第一定律、第零定律的区别；理解卡诺定理与热力学温标；理解熵的概念与熵增加原理；了解热力学第二定律的数学表达式；了解熵的微观意义及玻耳兹曼关系。教学方法：课堂讲授。引导学生深刻理解热力学第二定律的实质。通过介绍宏观状态与微观状态的关系来阐述熵的微观意义与玻耳兹曼关系，加深对熵概念的认识。教学重点：热力学第二定律的两种表述及其实质，热力学第二定律的实质，与第一定律、第零定律的区别，熵的概念与熵增加原理教学时数：12学时主要教学内容： §5.1 热力学第二定律的表述及其实质一、热力学第二定律的表述在制造第一类永动机的一切尝试失败之后，一些人又梦想着制造另一种永动机，希望它不违反热力学第一定律，而且既经济又方便。比如，这种热机可直接从海洋或大气中吸取热量使之完全变为机械功（无需向低温热源放热）。由于海洋和大气的能量是取之不尽的，因而这种热机可永不停息地运转做功，也是一种永动机。 1、开尔文(Kelvin) 表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不产生其它影响。说明：单一热源：指温度均匀的恒温热源。其它影响：指除了“由单一热源吸收热量全部转化为功” 以外的任何其它变化。功转化为热的过程是不可逆的。思考1：判断正误：功可以转换为热，而热不能转换为功。 ---错，如：热机：把热转变成了功，但有其它变化：热量从高温热源传给了低温热源。思考2：理想气体等温膨胀过程中，从单一热源吸热且全部转化为功。这与热二律有矛盾吗？ ---不矛盾。理气等温膨胀：把热全部变成了功，但系统伴随了其它变化：气体的体积膨胀。 2、克劳修斯(Clausius)表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它影响。 “热量由高温物体传向低温物体的过程是不可逆的”

热力学第二定律习题解析

第二章热力学第二定律习题一 . 选择题： 1. 理想气体绝热向真空膨胀，则 ( ) (A) △S = 0，W = 0 (B) △H = 0，△U = 0 (C) △G = 0，△H = 0 (D) △U = 0，△G = 0 2. 熵变△S 是 (1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数以上正确的是（） (A) 1，2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4 3. 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是：（） (A) W = 0 (B) Q = 0 (C) △S > 0 (D) △H = 0 4. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程（） (A) 可以从同一始态出发达到同一终态 (B) 不可以达到同一终态 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定 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) △r U m (B) △r H m (C) △r S m (D) △r G m 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 (C) △S = 0 (D) △G = 0

热力学第二定律详解

热力学第二定律（英文：second law of thermodynamics）是热力学的四条基本定律之一，表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自发地朝着热力学平衡方向──最大熵状态──演化，同样地，第二类永动机永不可能实现。这一定律的历史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究，及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述，其中最具代表性的是克劳修斯表述（1850年）和开尔文表述（1851年），这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助鲁道夫·克劳修斯所引入的熵的概念，具体表述为克劳修斯定理。虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律，无法得到解释，但随着统计力学的发展，这一定律得到了解释。这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性[2]:p.262及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度，更使这概念被引用到物理学之外诸多领域，如信息论及生态学等克劳修斯表述克劳修斯克劳修斯表述是以热量传递的不可逆性（即热量总是自发地从高温热源流向低温热源）作为出发点。虽然可以借助制冷机使热量从低温热源流向高温热源，但这过程是借助外界对制冷机做功实现的，即这过程除了有热量的传递，还有功转化为热的其他影响。 1850年克劳修斯将这一规律总结为：不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。开尔文表述参见：永动机#第二类永动机

开尔文勋爵开尔文表述是以第二类永动机不可能实现这一规律作为出发点。第二类永动机是指可以将从单一热源吸热全部转化为功，但大量事实证明这个过程是不可能实现的。功能够自发地、无条件地全部转化为热；但热转化为功是有条件的，而且转化效率有所限制。也就是说功自发转化为热这一过程只能单向进行而不可逆。 1851年开尔文勋爵把这一普遍规律总结为：不可能从单一热源吸收能量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。两种表述的等价性上述两种表述可以论证是等价的： 1.如果开尔文表述不真，那么克劳修斯表述不真：假设存在违反开尔文表述的热机A，可以从低温热源吸收热量并将其全部转化为有用功。假设存在热机B，可以把功完全转化为热量并传递给高温热源（这在现实中可实现）。此时若让A、B联合工作，则可以看到从低温热源流向高温热源，而并未产生任何其他影响，即克劳修斯表述不真。 2.如果克劳修斯表述不真，那么开尔文表述不真：假设存在违反克劳修斯表述的制冷机A，可以在不利用外界对其做的功的情况下，使热量由低温热源流向高温热源。假设存在热机B，可以从高温热源吸收热量并将其中的热量转化为有用功，同时将热量传递给低温热源（这在现实中可实现）。此时若让A、B联合工作，则可以看到A与B联合组成的热机从高温热源吸收热量并将其完全转化为有用功，而并未产生任何其他影响，即开尔文表述不真。从上述二点，可以看出上述两种表述是等价的。

热力学第二定律的演变历程及其在生活中的应用

热力学第二定律的演变历程及其在生活中的应用张俊地信一班1009010125 摘要：热力学第二定律是热力学的基本定律之一，是指热永远都只是由热处转到冷处（自然状态下）。它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理化学过程具有不可逆性的经验总结。关键词：热力学第二定律，演变历程，生活应用引言：热力学第二定律是人们在生活实践，生产实践和科学实验的经验总结，他们既不涉及物质的微观结构，也不能用数学家易推倒和证明，但它的正确性已被无数次的实验结果所证实。而且，从热力学严格的推导出的结论都是非常精确和可靠的。有关该定律额发现和演变历程是本文讨论的重点。热力学第二定律是有关热和功等能量形式相互转化的方向和限度的规律，进而推广到有关物质变化过程的方向与限度的普遍规律。 1.热力学第二定律的建立 19 世纪初，巴本、纽可门等发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进，已广泛应用于工厂、矿山、交通运输，但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。热力学第二定律就是在研究如何提高热机效率问题的推动下，逐步被发现的，并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。1824 年，法国陆军工程师卡诺在他发表的论文“论火的动力”中提出了著名的“卡诺定理”，找到了提高热机效率的根本途径。但卡诺在当时是采用“热质说”的错误观点来研究问题的。从1840 年到1847 年间，在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下，热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。“热动说”的正确观点也普遍为人们所接受。1848 年，开尔文爵士(威廉·汤姆生) 根据卡诺定理，建立了热力学温标(绝对温标)。它完全不依赖于任何特殊物质的物理特性，从理论上解决了各种经验温标不相一致的缺点。这些为热力学第二定律的建立准备了条件。 1850 年，克劳修斯从“热动说”出发重新审查了卡诺的工作，考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实，得出了热力学第二定律的初次表述。后来历经多次简练和修改，逐渐演变为现行物理教科书中公认的“克劳修斯表述”。与此同时，开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述，后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的“开尔文表述” 。上述对热力学第二定律的两种表述是等价的，由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。他们都是指明了自然界宏观过程的方向性，或不可逆性。克劳修斯的说法是从热传递方向上说的，即热量只能自发地从

第二章热力学第二定律

第三章热力学第二定律一、选择题 1、如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：（） (A) 图⑴(B)图⑵(C)图⑶(D) 图⑷ 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、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 4、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。该过程的：（） (A) Δvap S m= 0 (B) Δvap G m= 0 (C) Δvap H m= 0 (D) Δvap U m= 0 5、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 6、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 7、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 8、根据熵的统计意义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 9、热力学第三定律可以表示为：（） (A) 在0 K时,任何晶体的熵等于零(B) 在0 K时,任何完整晶体的熵等于零

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工程热力学熵与热力学第二定律

问题，需要另有一个完全不同的普遍法则去解决，这就是热力学第二定律。如果说，热力学第一定律论述的是能量的“量”，那么，热力学第二定律则要涉及能量的“质”。 4.1自然发生过程的方向性通过观察周围实际发生的过程，人们发现大量的自然过程具有方向性。（1）功热转化经验表明：一定数量的功可无条件地完全转变成热。最简单的方法是摩擦生热。如通过重物下降带动搅拌器旋转，由于粘性阻力，与叶轮表面的摩擦使得容器中的流体温度上升等；除摩擦外，诸如电流通过具有电阻的器件或线路，以及磁滞和固体非弹性碰撞等，都发生了称为耗散的仅将功变为等量热的效应。而它们的反向过程，如将叶轮与流体摩擦生成的热量，重新转化为功，使下降的重物回到原位等，却不能自动进行，即热不能无条件地完全转变成功。（2）温差传热温度不同的两个物体接触，热一定自发地从高温物体传向

低温物体；而反向过程，如热从低温物体传回高温物体，系统恢复原状，却不会自动进行。（3）自由膨胀一隔板将某一刚性绝热容器分为两部分，一侧充有气体，另一侧为真空。若抽去隔板，气体必定自动向真空一侧膨胀，直至占据整个容器。过程中气体由于未遇阻力，不对外做功，故又称无阻膨胀。因其也不与外界换热，所以由式（3－18），其内能不变，但体积增大、压力下降。而反向变化的情形，即气体自动从整个容器回到原先一侧，体积缩小，压力升高，却不会发生。（4）流体混合容器内两侧分别装有不同种类的流体，隔板抽开后两种流体必定自动相互扩散混合；另外，几股不同种流体合流时同样也会自动混合。但其反向过程，即混合物中各组分自动分离的现象却不会出现。类似于上述的“单向”过程还有许多。如太阳向外辐射出能量就不能将其从太空中收回去；汽车关闭油门滑行一段停止后，不会自动将其与路面摩擦生成的热量收集起来又恢复行驶；钟摆运行一段时间停摆后，也不会自动恢复摆动；还有物质因在半透膜两边液体中的非均匀溶解而发生从高浓度向低浓度的渗透也不会自动反向进行，等等。上述这些过程的共同特征是什么？

热力学第二定律

第四节热力学第二定律基础夯实 1．第二类永动机不可能制成，是因为() A．违背了能量的守恒定律 B．热量总是从高温物体传递到低温物体 C．机械能不能全部转化为内能 D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化答案：D 解析：第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但却违背了涉及热量的能量转化过程是有方向性的规律。故选项A错；在引起其他变化的情况下，热量可由低温物体非自发地传递到高温物体。故B错。机械能可以全部转化为内能。 2．下列哪些过程具有方向性() A．热传导过程 B．机械能向内能的转化过程 C．气体的扩散过程 D．气体向真空中的膨胀答案：ABCD 解析：这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性。 3．关于热机的效率，下列说法正确的是() A．有可能达到80% B．有可能达到100% C．有可能超过80% D．一定能达到100% 答案：AC 解析：根据热力学第二定律，热机效率永远也达不到100%。

4．(2012·葫芦岛市一中高二检测)关于热力学定律，下列说法正确的是() A．在一定条件下物体的温度可以降到0K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．压缩气体总能使气体的温度升高答案：B 5．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是() A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100% 答案：BCD 解析：热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，A错；由热力学第二定律可知B、C、D正确。 6．如图所示，为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是()

热力学第二定律总结

第三章热力学第二定律总结核心内容：不可逆或自发 02 1 < > -+ =?+?=?? amb r amb iso T Q T Q S S S δ 可逆或平衡不可能对于恒T 、V 、W ˊ=0过程：不可逆或自发 0)(0,,> < ?-?=-?==?'S T U TS U A W V T 可逆或平衡反向自发对于恒T 、p 、W ˊ=0过程：不可逆或自发 0)(0,,> < ?-?=-?=?='S T H TS H G W p T 可逆或平衡反向自发主要内容：三种过程（单纯pVT 变化、相变、化学反应）W 、Q 、ΔU 、ΔH 、△S 、△A 、△G 的计算及过程方向的判断。一、内容提要 1、热力学第二定律的数学形式不可逆或自发 ?<>?21T Q S δ 可逆或平衡不可能上式是判断过程方向的一般熵判据。将系统与环境一起考虑，构成隔离系统则上式变为：不可逆或自发 02 1 < > -+ =?+?=?? amb r amb iso T Q T Q S S S δ 可逆或平衡不可能

上式称为实用熵判据。在应用此判据判断过程的方向时，需同时考虑系统和环境的熵变。将上式应用于恒T 、V 、W ˊ=0或恒T 、p 、W ˊ=0过程有：不可逆或自发 0)(0,,> < ?-?=-?==?'S T U TS U A W V T 可逆或平衡反向自发此式称为亥姆霍兹函数判据。不可逆或自发 0)(0,,> < ?-?=-?=?='S T H TS H G W p T 可逆或平衡反向自发此式称为吉布斯函数判据。熵判据需同时考虑系统和环境，而亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据只需考虑系统本身。熵判据是万能判据，而亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据则是条件判据（只有满足下角标条件时才能应用）。此外，关于亥姆霍兹函数和吉布斯函数，还有如下关系： r T W A =? r V T W A '=?, r p T W G '=?, 即恒温可逆过程系统的亥姆霍兹函数变化等于过程的可逆功；恒温恒容可逆过程系统的亥姆霍兹函数变化等于过程的可逆非体积功；恒温恒压可逆过程系统的吉布斯函数变化等于过程的可逆非体积功。下面将△S 、△A 和△G 的计算就三种常见的过程进行展开。 2、三种过程（物质三态pVT 变化、相变、化学反应）△S 、△A 和△G 的计算（1）物质三态（g 、l 或s 态）pVT 变化（无相变、无化学反应）

热力学第二定律的应用

热力学第二定律的文字表述及相关应用化工制药类一班,电话: ,邮箱: 摘要：热力学第二定律是用来判断过程的方向和限度的，在教学中主要介绍Clausius不等式的应用.对第二定律文字表述的应用涉及很少。文章主要介绍了热力学第二定律文字表述的应用和引出墒函数概念的必要性。关键字：热力学第二定律;文字表述;应用;讨论引言：热力学第二定律是用来判断过程的方向和限度的。在现行的物理化学教材中，热力学第二定律的应用主要局限于墒判据的应用，很少有介绍热力学第二定律文字表述的应用方面的问题，本文力图从热力学第二定律文字表述的应用加以讨论，进而说明引人嫡函数的必要性。 1热力学第二定律的文字表述 1. 1 Clausius表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它任何变化; 1. 2 Kdvin表述:不可能从单一热源取出热使之完全变为功而不发生任何其它变化; Kelvin表述也可表述为:第二类永动机是不可能造成的. 1.3热力学第二定律的其它表述 (l)功可自发地全部变为热，但热不可能全部转变为功而不引起任何其它变化; (2)一切自发过程都是热力学不可逆的; (3)一切实际过程都是热力学不可逆的; (4)孤立体系发生的实际过程一定是自发的; (5)孤立体系所发生的任意过程总是向着体系嫡值增加的方向进行一嫡增加原理。 2 热力学第二定律文字表述的应用 2.1 热力学第二定律的各种表述都是等效的热力学第二定律的各种表述都是等效的，一旦违背了其中一种表述，也必然同时违背另外几种表述。假设违背了Clausius表述:热可以从低温物体传到高温物体而不引起任何其它变化.即Q，的热能从低热源自动地传到高温热源几(图1).

热力学的第二定律的认识和思考

仲恺农业工程学院论文题目：热力学的第二定律的认识和思考论文作者：钟家业作者学号：所在院系：机电工程学院专业班级：指导老师：

摘要热力学第二定律是热力学的基本定律之一，是指热永远都只能由热处转到冷处(在自然状态下)。它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的经验总结。广义生命演化意义上的熵，体现了生命系统衰落的过程。关键词热力学第二定律,第二类永动机，熵，时间，生活 1. 热力学第二定律及发展 1.1、热力学第二定律建立的历史过程 19世纪初，人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。热力学第二定律就是在研究如何提高热机效率问题的推动下，逐步被发现的，并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。1824年，法国陆军工程师卡诺在他发表的论文“论火的动力”中提出了著名的“卡诺定理”，找到了提高热机效率的根本途径。从1840年到1847年间，在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下，热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。1848年，开尔文爵士(威廉·汤姆生)根据卡诺定理，建立了热力学温标(绝对温标)。这些为热力学第二定律的建立准备了条件。 1850年，克劳修斯从“热动说”出发重新审查了卡诺的工作，考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实，得出了热力学第二定律的初次表述。后来历经多次简练和修改，逐渐演变为现行物理教科书中公认的“克劳修斯表述”。与此同时，开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述，后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的“开尔文表述”。上述对热力学第二定律的两种表述是等价的，由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。他们都是指明了自然界宏观过程的方向性，或不可逆性。克劳修斯的说法是从热传递方向上说的，即热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不可能从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。利用致冷机就可以把热量从低温物体传向高温物体，但是外界必须做功。开尔文的说法则是从热功转化方面去说的。功完全转化为热，即机械能完全转化为内能可以的，在水平地面上运动的木块由于摩擦生热而最终停不来就是一个例子。但反过来，从单一热源吸取热量完全转化成有用功而不引起其他影响则是不可能的。[1] 1.2、热力学第二定律的表述 1.2.1、热力学第二定律的开尔文表述

用热力学第二定律解释生命生存发展(北航物理小论文)

熵的本质与生命体的生存发展班级：120223 学号：12021067 作者：徐伟嘉摘要：本文试图从物理学的角度，从物质能量流动的角度对人类生命现象给出一些解释，通过热力学第二定律与自组织、自成长的“增势”过程到自衰落、自死亡的“熵增”演化过程，更全面的看待熵的本质。从宏观来看生命（正常死亡的生命）过程就是一个熵增的过程，始态是生命的产生，终态是生命的结束，这个过程是一个自发的、单向的不可逆过程，从而为生命现象找到了合理物理学解释。关键字：熵热力学第二定律生命一、为什么用热力学第二定律和熵解释生命过程：机械论与动力论之争尽管生命科学，特别是与遗传有关的分子生物学已取得了长足的进展，但是，在我们的理解中，生命现象与非生命的物理现象仍然有着巨大的差别。生命现象能否用物理规律给予解释呢？在历史上，关于生命的本质，曾有过“机械论”和“活力论”之争，甚至直到现在，这种争论还在以某种方式延续着。 “机械论”认为，生命现象，不管其多么复杂，最终都可以从物理学的角度给出解释。只不过生命系统是一个超大规模的复杂系统，对生命现象的物理解释是一个十分繁杂的事情。发生在生命体上的任何过程，生物的任何举动，都是有

原因的，都是由当时的外界条件和生物体以往的历史唯一的确定，所有这些原因所产生的结果，都服从已知的物理规律。因此，“机械论”也是“决定论”。而这些物理规律，也就是决定那些非生命过程的物理规律。生命过程与非生命的过程，除了复杂程度不同外，无任何实质性的差别。生命体就其本质而言，就是一种复杂机械。活力论认为，生命体中有一种不能用现有的机械的物理规律给予解释的神秘的活力。这两种观点由于相关学科的发展还不够成熟，都没有能对具体的生命现象给出具体的解释，自从热力学第二定律提出之后，人们才认识到，生命的“活力”可以用一个熵增过程来说明，至此，生命现象才真正与物理学联系了起来，物理学也才真正找到了解释生命现象的钥匙。如果认为早期的“机械论”和“活力论”之争是生命现象物理学解释的第一阶段，是哲学上的争论阶段，则用熵增过程来解释生命现象，就可以看成是生命现象物理学解释的第二个阶段，是给出某种程度的实质性解释的阶段。这也是我们用热力学第二定律以及熵增解释生命现象的原因。二、明确熵以及热力学第二定律的概念：熵的问题最早是19 世纪60 年代德国物理学家克劳修斯(Clausius)作为热力学研究中的概念提出来的。1867 年，克劳修斯在法兰克福举行的第41 届德国自然科学家和医生代表大会上，提出熵的概念和宇宙的热寂说，引起了科学界乃至欧洲社会各阶层人士的极大关注。熵用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度，能量分布得越均匀，熵就越大。一个体系的能量完全均匀分布时，这个系统的熵就达到最大值。在克劳修斯看来，在一个系统中，如果听任它自然发展，那么，能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触，热就会以下面所说的方式流动：热物体将冷却，冷物体将变热，直到两个物体达到相同的温度为止。克劳修斯在研究卡诺热机时，根据卡诺定理得出了对任意可逆循环过程都适用的一个公式：dS=dQ/T。这是熵的热力学解释，结合热力学定律的以下描述：

热力学第二定律的简单论述

热力学第二定律的简单论述【摘要】热力学第二定律是热力学的基本定律之一，是指热永远都只能由热处转到冷处(在自然状态下)。它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的经验总结。本文综述了该定律的发现、演变历程、并介绍了它在工农业生产和生活中的应用。【关键词】热力学第二定律演变历程生活应用【引言】热力学第二定律是人们在生活实践，生产实践和科学实验的经验总结，它们既不涉及物质的微观结构，也不能用数学加以推导和证明。但它的正确性已被无数次的实验结果所证实。而且从热力学严格地导出的结论都是非常精确和可靠的。有关该定律的发现和演变历程是本文讨论的重点。热力学第二定律是有关热和功等能量形式相互转化的方向与限度的规律，进而推广到有关物质变化过程的方向与限度的普遍规律。由于在生活实践中，自发过程的种类极多，热力学第二定律的应用非常广泛，诸如热能与机械能的传递和转换、流体扩散与混合、化学反应、燃烧、辐射、溶解、分离、生态等问题，本文将做相关介绍。 1.热力学第二定律及发展 1.1、热力学第二定律建立的历史过程 19世纪初，巴本、纽可门等发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进，已广泛应用于工厂、矿山、交通运输，但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。热力学第二定律就是在研究如何提高热机效率问题的推动下，逐步被发现的，并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。 1824年，法国陆军工程师卡诺在他发表的论文“论火的动力”中提出了著名的“卡诺定理”，找到了提高热机效率的根本途径。但卡诺在当时是采用“热质说”的错误观点来研究问题的。从1840年到1847年间，在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下，热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。“热动说”的正确观点也普遍为人们所接受。1848年，开尔文爵士(威廉〃汤姆生)根据卡诺定理，建立了热力学温标(绝对温标)。它完全不依赖于任何特殊物质的物理特性，从理论上解决了各种经验温标不相一致的缺点。这些为热力学第二定律的建立准备了条件。 1850年，克劳修斯从“热动说”出发重新审查了卡诺的工作，考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实，得出了热力学第二定律的初次表述。后来历经多次简练和修改，逐渐演变为现行物理教科书中公认的“克劳修斯表述”。与此同时，开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述，后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的“开尔文表述”。上述对热力学第二定律的两种表述是等价的，由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。他们都是指明了自然界宏观过程的方向性，或不可逆性。克劳修斯的说法是从热传递方向上说的，即热量只能自发地从高温物体传向低温物体，而不可能从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。这里“不引起其他变化”是很重要的。利用致冷机就可以把热量从低温物体传向高温物体，但是外

热力学第二定律概念及公式总结

热力学第二定律一、自发反应-不可逆性（自发反应乃是热力学的不可逆过程）一个自发反应发生之后，不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响，也就是说自发反应是有方向性的，是不可逆的。二、热力学第二定律 1.热力学的两种说法： Clausius:不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化 Kelvin：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化 2.文字表述：第二类永动机是不可能造成的（单一热源吸热，并将所吸收的热完全转化为功）功热【功完全转化为热，热不完全转化为功】（无条件，无痕迹，不引起环境的改变）可逆性：系统和环境同时复原 3.自发过程：（无需依靠消耗环境的作用就能自动进行的过程）特征：（1）自发过程单方面趋于平衡；（2）均不可逆性；（3）对环境做功，可从自发过程获得可用功三、卡诺定理（在相同高温热源和低温热源之间工作的热机）（不可逆热机的效率小于可逆热机）所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相同，且与工作物质无关四、熵的概念 1.在卡诺循环中，得到热效应与温度的商值加和等于零：任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态，而与可逆途径无关热温商具有状态函数的性质：周而复始数值还原从物理学概念，对任意一个循环过程，若一个物理量的改变值的总和为0，则该物理量为状态函数 2. 热温商：热量与温度的商 3. 熵：热力学状态函数熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量（数值上相等） 4. 熵的性质：（1）熵是状态函数，是体系自身的性质是系统的状态函数，是容量性质（2）熵是一个广度性质的函数，总的熵的变化量等于各部分熵的变化量之和（3）只有可逆过程的热温商之和等于熵变（4）可逆过程热温商不是熵，只是过程中熵函数变化值的度量（5）可用克劳修斯不等式来判别过程的可逆性（6）在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的熵不变（7）在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过程，系统的熵就要增大，所以在隔离系统中，一切能自动进行的过程都引起熵的增大。若系统已处于平衡状态，则其中的任何过程一定是可逆的。五、克劳修斯不等式与熵增加原理不可逆过程中，熵的变化量大于热温商

2--热力学第二定律

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℃，101.325 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?S nC V V nC p p p V =?? ???+?? ???,,ln ln m m 2121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：

热力学第二定律

2 热力学第二定律

热力学第二定律的建立

热力学第二定律与熵

热力学第二定律 概念及公式总结

工程热力学4熵与热力学第二定律

第五章热力学第二定律与熵

热力学第二定律习题解析

热力学第二定律详解

热力学第二定律的演变历程及其在生活中的应用

第二章热力学第二定律

【精品】工程热力学熵与热力学第二定律

热力学第二定律

热力学第二定律总结

热力学第二定律的应用

热力学的第二定律的认识和思考

用热力学第二定律解释生命生存发展(北航物理小论文)

热力学第二定律的简单论述

热力学第二定律 概念及公式总结

2--热力学第二定律

热力学第二定律概念及公式总结

热力学第二定律概念及公式总结