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第二章题热力学第二定律练习题

第二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；

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；

，判断不正确的是：

3．对于克劳修斯不等式 dS ≥δQ/T

环

(A) dS =δQ/T

必为可逆过程或处于平衡状态；

环

必为不可逆过程；

(B) dS ＞δQ/T

环

必为自发过程；

环

(D) dS ＜δQ/T

违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。

环

4．下列计算熵变公式中，哪个是错误的：

(A) 水在25℃、p 下蒸发为水蒸气：?S = (?H - ?G)/T；

(B) 任意可逆过程： dS = (δQ/dT)r ；

/T；

体

(D) 在等温等压下，可逆电池反应：?S = ?H/T。

5．当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变?S = l0 J·K-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/10，该变化中从热源吸热多少？

(A) 5000 J ； (B) 500 J ； (C) 50 J ； (D) 100 J 。

6．1mol双原子理想气体的(?H/?T)v是：

(A) 1.5R； (B) 2.5R； (C) 3.5R； (D) 2R。7．理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：

(A)?S(体) > 0，?S(环) > 0 ； (B) ?S(体) < 0，?S(环) < 0 ；

8．一理想气体与温度为T的热源接触，分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一终态，已知 Vr =2 Wir ，下列式子中不正确的是：

(A) ?S r > ?S ir； (B) ?S r = ?S ir；

(D) ?S (等温可逆)= ?S体 + ?S环=0，?S(不等温可逆)= ?S体 + ?S环>0。9．计算熵变的公式?S= ∫(dU + pdV)/T 适用于下列：

(A)理想气体的简单状态变化；

(B)无体积功的封闭体系的简单状态变化过程；

(D) 封闭体系的任意变化过程；

10．实际气体CO

经节流膨胀后，温度下降，那么：

(A)?S(体) > 0，?S(环) > 0 ； (B)?S(体) < 0，?S(环) > 0

(C)?S(体) > 0，?S(环) = 0 ； (D) ?S(体) < 0，?S(环) = 0 。11．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。

12．某体系等压过程A→B的焓变?H与温度T无关，则该过程的：

(A) ?U与温度无关； (B) ?S与温度无关；

13．等温下，一个反应a A + b B = d D + e E的?r C p = 0，那么：

(A) ?H 与T无关，?S 与T无关，?G 与T无关；

(B) ?H 与T无关，?S 与T无关，?G 与T有关；

(D) ?H 与T无关，?S 与T有关，?G 与T无关。

14．下列过程中?S为负值的是哪一个：

(A)液态溴蒸发成气态溴；

(B)SnO

2(s) + 2H

(g) = Sn(s) + 2H

O(l) ；

(C)电解水生成H

2和O

；

(D) 公路上撤盐使冰融化。

15．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是：

(A) 同一种物质的 S(g)>S(l)>S(s) ；

(B) 同种物质温度越高熵值越大；

(D) 0K时任何纯物质的熵值都等于零。

16．有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，这反应是：

(A) ?S > 0，?H > 0 ； (B) ?S > 0，?H < 0 ；

17．?G = ?A的过程是：

(A) H

O(l,373K,p ) → H2O(g,373K,p ) ；

(B) N

2(g,400K,1000kPa) → N

(g,400K,100kPa) ；

2(g) + 3H

(g) → NH

(g) ；

(D) Ar(g,T,p ) → Ar(g,T+100,p ) 。

18．等温等压下进行的化学反应，其方向由?

r H

和?

共同决定，自发进行

的反应应满足下列哪个关系式：

(A) ?

r S

= ?

/T； (B) ?r S m > ?r H m/T ；

r S

≥?

/T； (D) ?r S m≤?r H m/T。

19．实际气体节流膨胀后，其熵变为：

(A) ?S = nRln(V2/V1) ； (B) ?S = ∫(V/T)dp ；

20．一个已充电的蓄电池以1.8 V输出电压放电后，用2.2 V电压充电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：

(A)Q < 0，W > 0，?S > 0，?G < 0 ；

(B) Q < 0，W < 0，?S < 0，?G < 0 ；

(D) Q < 0，W > 0，?S = 0，?G = 0 。

21．下列过程满足?S > 0, Q /T环 =0 的是：

(A) 恒温恒压(273 K，101325 Pa)下，1mol 的冰在空气升华为水蒸气；

(B) 氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀；

(C)理想气体自由膨胀；

(D) 绝热条件下化学反应。

22．吉布斯自由能的含义应该是：

(A) 是体系能对外做非体积功的能量；

(B) 是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量；

(D) 按定义理解G = H - TS 。

23．在 -10℃、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：

(A) ?U = T?S；（B）?S = (?H - ?G)/T；

24．对于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：

(A) A > U； (B) A < U； (C) G < U； (D) H < A。

25．热力学基本方程 d G = -S d T + V d p，可适应用下列哪个过程：

(A)298K、标准压力下，水气化成蒸汽；

(B)理想气体向真空膨胀；

(C)电解水制取氢气；

(D) N

2 + 3H

=2NH

未达到平衡。

三、填空

1．在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是。2．373.2K、101325Pa的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K、

101325Pa 下的水气，对这一个过程，应选用哪一个热力学函数的变化作为过程方向的判据。

3．等容等熵条件下，过程自发进行时，?F 应。

4．25℃时，将11.2升O 2与11.2升N 2混合成11.2升的混合气体，该过程?S 、

?G 分别为。

5．2mol 理想气体B ，在300K 时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其 ?S (J ·

K -1)为：。

计算与证明

1、卡诺热机在T 1=900K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作。求：（1）热机效率η；

（2）当向低温热源放热－Q 2=100kJ 时，系统从高温热源吸热Q 1及对环境所作的功－W 。

答：（1）0.6667；（2）Q1=300kJ,－W=200kJ

2、高温热源温度T 1=600K ，低温热源温度T 2=300K 。今有120kJ 的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程的△S 。

答：200 J ·K -1

3、不同的热机工作于T 1=600K 的高温热源及T 2=300K 的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热Q 1=300kJ 时，两热源的总熵变△S 。

（1）可逆热机效率η=0.5；

（2）不可逆热机效率η=0.45；

（3）不可逆热机效率η=0.4。

答：（1）0；（2）50J ·K -1；（3）100J ·K -1

4、已知水的比定压热容c p =4.184J ·g -1·K -1。今有1kg ，10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水，求各过程的 sys S ?， amb S ?及 iso S ?。

（1）系统与100℃热源接触；

（2）系统先与55℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触；

（3）系统先后与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃热源接触。答：（1） sys S ?=1155J ·K -1， amb S ?=－1009J ·K -1， iso S ?=146J ·K -1；

（2） sys S ?=1155J ·K -1， amb S ?=－1096J ·K -1， iso S ?=59J ·K -1；

（3） sys S ?=1155J ·K -1， amb S ?=－1103J ·K -1， iso S ?=52J ·K -1

5、已知氮（N 2，g ）的摩尔定压热容与温度的函数关系为

()(){}

263,/109502.0/10226.632.27K T K T C m p --?-?+=J ·mol -1·K -1 将始态为300K ，100kPa 下1mol 的N 2（g ）置于1000K 的热源中，求下列二过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的Q ，△S 及 iso S ?。答：（1）Q=21.65kJ ，△S=36.82J ·K -1， iso S ?=15.17J ·K -1；

（2）Q=15.83kJ ，△S=26.81J ·K -1， iso S ?=10.98J ·K -1

6、始态为T 1=300K ，p 1=200kPa 的某双原子理想气体1mol ，经下列不同途径变化到T 2=300K ，p 2=100kPa 的末态。求各步骤及途径的Q ，△S 。

（1）恒温可逆膨胀；

（2）先恒容冷却至使压力降至100kPa ，再恒压加热至T 2。

（3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa ，再恒压加热至T 2。

答：（1）Q=1.729kJ ，△S=5.76 J ·K -1；

（2）Q 1=－3.118kJ ，△S 1=－14.41 J ·K -1；

Q 2=4.365kJ ，△S 2=－20.17 J ·K -1；

Q=1.247kJ ，△S=－5.76 J ·K -1；

（3）Q 1=0，△S 1=0；

Q=Q 2=0.224kJ ，△S=△S 2=5.76 J ·K -1；

7、1mol 理想气体在T=300K 下，从始态100kPa 经下列各过程，求Q ，△S 及 iso S ?。

（1）可逆膨胀到末态压力50kPa ；

（2）反抗恒定外压50kPa 不可逆膨胀至平衡态；

（3）向真空自由膨胀至原体积的2倍。

答：（1）Q=1.729kJ ，△S=5.763 J ·K -1， iso S ?=0；

（2）Q=1.247kJ ，△S=5.763 J ·K -1， iso S ?=1.606 J ·K -1；

（3）Q=0，△S=5.763 J ·K -1， iso S ?=5.763 J ·K -1

8、2mol 双原子理想气体从始态300K ，50dm 3，先恒容加热至400K ，再恒压加

热至体积增大到100dm 3，求整个过程的Q ，W ，△U ，△H 及△S 。

答：Q=27.44kJ ；W=－6.625kJ ；△U=20.79kJ ；

△H=29.10kJ ；△S=52.30J ·K -1

9、4mol 单原子理想气体从始态750K ，150kPa ，先恒容冷却使压力降至50kPa ，再恒温可逆压缩至100kPa 。求整个过程的Q ，W ，△U ，△H 及△S 。答：Q=－30.71kJ ；W=5.763kJ ；△U=－24.94kJ ；

△H=41.57kJ ；△S=－77.86J ·K -1

10、3mol 双原子理想气体从始态100K ，75dm 3，先恒温可逆压缩使体积缩小至50dm 3，再恒压加热至100dm 3。求整个过程的Q ，W ，△U ，△H 及△S 。答：Q=－23.21kJ ；W=－4.46kJ ；△U=18.75kJ ；

△H=26.25kJ ；△S=50.40J ·K -1

11、5mol 单原子理想气体从始态300K ，50kPa ，先绝热可逆压缩至100kPa ，再恒压冷却使体积缩小至85dm 3，求整个过程的Q ，W ，△U ，△H 及△S 。答：Q=－19.892kJ ；W=13.935kJ ；△U=－5.958kJ ；

△H=－9.930kJ ；△S=－68.66J ·K -1

12、始态300K ，1MPa 的单原子理想气体2mol ，反抗0.2MPa 的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态。求过程的W ，△U ，△H 及△S 。

答：W=△U=－2.395kJ ；△H=－3.991kJ ；△S=10.73J ·K -1

13、组成为y(B)=0.6的单原子气体A 与双原子气体B 的理想气体混合物共10mol ，从始态T 1=300K ，p 1=50kPa ，绝热可逆压缩至p 2=50kPa 的平衡态。求过程的W ，△U ，△H ，△S(A)，△S(B)。

答：W=△U=29.54kJ ；△H=43.60kJ ；

△S(A)=－8.923J ·K -1；△S(B)=8.923J ·K -1

14、常压下将100g ，27℃的水与200g ，72℃的水在绝热容器中混合，求最终水温t 及过程的熵变△S 。已知水的比定压热容C p =4.184J ·g -1·K -1。

答：t=57℃；△S=2.68J ·K -1

15、甲醇（CH 3OH ）在101.325kPa 下的沸点（正常沸点）为64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓 m vap H =35.32 kJ ·mol -1。求在上述温度、压力条件下，1kg 液态甲醇全部成为甲醇蒸气时的Q ，W ，△U ，△H ，△S 。

答：Q=△H=1102.30kJ ；W=－87.65kJ ；

△U=1014.65kJ ；△S=3.263kJ ·K -1

16、将装有0.1mol 乙醚(C 2H 5)2O （1）的小玻璃瓶放入容积为10dm 3的恒容密闭的真空容器中，并在35.51℃的恒温槽中恒温，35.51℃为在101.325kPa 下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓 m vap H ?=25.104 kJ ·mol -1。今将小玻璃瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。求：

（1）乙醚蒸气的压力；

（2）过程的Q ，△U ，△H 及△S 。

答：（1）p=25.664kPa ；

（2）Q=△U=2.2538kJ ，△H=2.5104kJ ，△S=9.275J ·K -1

17、已知苯(C 6H 6)在101.325kPa 下于80.1℃沸腾， m vap H ?=30.878 kJ ·mol -1。液体苯的摩尔定压热容 m p C ,=142.7J ·mol -1·K -1。今将40.53kPa ，80.1℃的苯蒸气1 mol ，先恒温可逆压缩至101.325kPa ，并凝结成液态苯，再在恒压下将其冷却至60℃。求整个过程的Q ，W ，△U ，△H 及△S 。

答：Q=－36.437 kJ ；W=5.628 kJ ；△U=－30.809kJ ；

△H=－33.746kJ ；△S=－103.39J ·K -1

18、O 2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为 ()(){}

263,/107494.0/10297.617.28K T K T C m p --?-?+=J ·mol -1·K -1。已知25℃下O 2(g)的标准摩尔熵 θm S =205.138J ·mol -1·K -1。求O 2(g)在100℃，

50kPa 下的摩尔规定熵值S m 。

答：217.675 J ·mol -1·K -1

19、若在某温度范围内，一液体及其蒸气的摩尔定压热容均可表成 m p C ,=a+bT+cT 2的形式，则液体的摩尔蒸发焓为：

203121cT bT aT H H m vap ?+?+?+?=?

其中△a=a(g)－a(1)，△b=b(g)－b(1)，△c=c(g)－c(1)，△H 0为积分常数。试应用克劳修斯－克拉佩龙方程的微分式，推导出该温度范围内液体饱和蒸气压p 的对数1np 与热力学温度T 的函数关系式，积分常数为I 。

答： I T R c T R b T R a RT H p +?+?+?+?-=2062ln ln

20、已知水在77℃时的饱和蒸气压为41.891kPa 。水在101.325kPa 下的正常沸点为100℃。求：

（1）下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中的A 和B 值；

()B T A Pa p +-=//lg

（2）在此温度范围内水的摩尔蒸发焓；

（3）在多大压力下水的沸点为105℃。

答：（1）A=2179.133K ，B=10.84555；

（2）41.719kJ ·mol -1；（3）121.042kPa

21、求证：

dp T V T V dT C dH p P ????????????? ????-+=； 22、证明：

（1） dV V T T C dp p T T C dS p p V V

??? ????+???? ????=

（2）对理想气体 V d C p d C dS p V ln ln +=

23、求证：

（1） dV T p dT T C dS V V ??? ????+=

（2）对范德华气体，且 m V C ,为定值时，绝热可逆过程方程式为

()R m C b V T m V -,=定值, ()R C m C m m V m V b V V a p +-???? ?

?+,,2=定值提示：绝热可逆过程△S=0

热力学第二定律习题详解(汇编)

习题十一一、选择题 1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ] （A ）由绝热线、等温线、等压线组成的循环；（B ）由绝热线、等温线、等容线组成的循环；（C ）由等容线、等压线、绝热线组成的循环；（D ）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。答案：D 解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能实现的，故本题答案为D 。 2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于1。乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于2 1 1T T -。丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机的效率等于2 1 1T T - 。对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [ ] （A ）甲、乙、丙、丁全对；（B ）甲、乙、丙、丁全错；（C ）甲、乙、丁对，丙错；（D ）乙、丁对，甲、丙错。答案：D 解：效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律，由此可以判断A 、C 选择错误。乙的说法是对的，这样就否定了B 。丁的说法也是对的，由效率定义式2 1 1Q Q η=-，由于在可逆卡诺循环中有2211Q T Q T =，所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于21 1T T -。故本题答案为D 。 3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，此过程中气体的 [ ] （A ）内能不变，熵增加；（B ）内能不变，熵减少；（C ）内能不变，熵不变；（D ）内能增加，熵增加。答案：A 解：绝热自由膨胀过程，做功为零，根据热力学第一定律2 1V V Q U pdV =?+?，系统内能不变；但这是不可逆过程，所以熵增加，答案A 正确。 4．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的？[ ] （A ）能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功；

热力学第一定律练习题及答案参考

热力学第一定律练习题及答案参考一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。 9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。 16．在101.325kPa 下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。已知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。 18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．因焓是温度、压力的函数，即H = f (T ,p )，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于 d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2，则系统所做的功为 V p C C V p V p W =--=γγ，1112 2 。 26．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(?U /?p )V = 0，(?U /?V )p = 0。

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（）

高中物理-热力学第二定律练习题

高中物理-热力学第二定律练习题 1．热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( ) A．有的只遵守热力学第一定律 B．有的只遵守热力学第二定律 C．有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律 D．所有的都遵守热力学第一、第二定律 2．如图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,下列说法中正确的是( ) A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能 C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 3．(·大连高二检测)下列说法正确的是( ) A．机械能和内能的转化具有方向性 B．电能不可能全部转化为内能 C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能 4．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% 5．(·课标全国理综)关于热力学定律,下列说法正确的是( ) A．为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 D．不可能使热量从低温物体传向高温物体 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 6. 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。关于这一现象的正确说法是( ) A．这一实验过程不违反热力学第二定律 B．在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温 C．在实验过程中,热水的内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能 D．在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能

第五章--热力学基础Word版

第五章热力学基础一、基本要求 1．掌握理想气体的物态方程。 2．掌握内能、功和热量的概念。 3．理解准静态过程。 4．掌握热力学第一定律的内容，会利用热力学第一定律对理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能增量进行计算。 5．理解循环的意义和循环过程中的能量转换关系。掌握卡诺循环系统效率的计算，会计算其它简单循环系统的效率。 6．了解热力学第二定律和熵增加原理。二、本章要点 1．物态方程理想气体在平衡状态下其压强、体积和温度三个参量之间的关系为 RT M m PV = 式中是m 气体的质量，M 是气体摩尔质量。 2．准静态过程准静态过程是一个理想化的过程，准静态过程中系统经历的任意中间状态都是平衡状态，也就是说状态对应确定的压强、体积、和温度。可用一条V P -曲线来表示 3．内能是系统的单值函数，一般气体的内能是气体温度和体积的函数),(V T E E =，而理想气体的内能仅是温度的函数)(T E E =。 4．功、热量做功和传递热量都能改变内能，内能是状态参量，而做功和传递热量都与过程有关。气体做功可表示为 ?=2 1 V V PdV W 气体在温度变化时吸收的热量为 T C M m Q ?= 5．热力学第一定律在系统状态发生变化时，内能、功和热量三者的关系为 W E Q +?= 应用此公式时应注意各量正负号的规定：0>Q ，表示系统吸收热量，0?E 表示内能增加，0W 系统对外界做功，0

6．摩尔热容摩尔热容是mol 1物质在状态变化过程中温度升高K 1所吸收的热量。对理想气体来说 dT dQ C V m V = , dT dQ C P m P =, 上式中m V C ,、m P C ,分别是理想气体的定压摩尔热容和定体摩尔热容，两者之差为 R C C m V m P =-,, 摩尔热容比：m V m P C C ,,/=γ。 7．理想气体的几个重要过程 8．循环过程和热机效率（1）循环过程系统经过一系列变化后又回到原来状态的过程，称为循环过程。（2）热机的效率吸放吸净Q Q Q W - == 1η （3）卡诺循环卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。其效率为 1 2 1T T - =η 工作在相同的高温热源和相同低温热源之间的热机的效率与工作物质无关，且以可逆卡诺热机的效率最高。

工程热力学复习题

各位同学：以下为《工程热力学B》复习题，如有问题，请到办公室答疑。第一章基本概念 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（错） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。（错） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。（错） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。（错） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（错） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（对） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。（对） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。（错） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（错） 1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。 2.在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现热能和机械能能相互转化的工作物质就叫做工质。 3.按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为开口系和闭口系两大类。 4.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有可逆过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

6. 绝热系是与外界无热量交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无能量交换也无质量交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平衡状态) 无关。 8.理想气体闭口系统经历一定温过程，吸热量为100J ，则它的热力学能变化量为 0 J 。 1.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。 A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程（2）准平衡过程一定是可逆过程（3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程 3. 测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：4 1）有气体泄露（2）气体的热力状态发生变化（3）大气压力发生变化（4）以上均有可能第二章热力学第一定律 1.气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加；（错） 2.气体膨胀时一定对外作功；（错） 3.对工质加热，其温度反而降低是不可能的。 ( 错 ) 4.热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（对）。

热力学第二定律复习题及解答

第三章热力学第二定律一、思考题 1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗答：前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。 2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢答：不矛盾。Claususe 说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。而冷冻机系列，环境作了电功，却得到了热。热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。 3. 能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs 自由能最小答：不能一概而论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。等温、等压、不作非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs 自由能最小。 4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。 5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗答：说法正确。根据Claususe 不等式T Q S d d ≥ ，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则0d >S 。 6. 相变过程的熵变可以用公式H S T ??= 来计算，这种说法对吗答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式 T H S ?= ?来计算。 7. 是否,m p C 恒大于 ,m V C 答：对气体和绝大部分物质是如此。但有例外，4摄氏度时的水，它的,m p C 等于,m V C 。 8. 将压力为 kPa ，温度为 K 的过冷液体苯，凝固成同温、同压的固体苯。已知苯的凝固点温度为 K ，如何设计可逆过程答：可以将苯等压可逆变温到苯的凝固点 K ：

第二章热力学第一定律练习题及答案

第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。

第一章热力学第一定律练习题(包括答案)备课讲稿

第一章热力学第一定律练习题(包括答案)

1．如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是： (A) 绝热箱中所有物质；(B) 两个铜电极； (C) 蓄电池和铜电极；(D) CuSO4水溶液。 2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是： (A) T，p，V，Q ； (B) P，V m，C p，W； (C) T，p，V，H； (D) T，p，U，W。 3．x为状态函数，下列表述中不正确的是： (A) d x为全微分；(B) 当状态确定，x的值确定； (C) ?x= ∫d x的积分与路经无关，只与始终态有关； (D) 当体系状态变化，x值一定变化。 4．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是： (A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能； (B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值； (C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化； (D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。 5．理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功： (A) W> 0 ； (B) W = 0 ； (C) W < 0 ； (D) 无法计算。 6．在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么： (A) Q > 0，W > 0，?U > 0 ；(B) Q = 0，W = 0，?U < 0 ； (C) Q = 0，W = 0，?U = 0 ；(D) Q < 0，W > 0，?U < 0 。 7．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值： (A) Q； (B) Q + W ； (C) W (当Q = 0 时) ； (D) Q (当W = 0 时) 。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A) 焓是体系能与环境进行交换的能量； (B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量； (C) 焓是体系状态函数； (D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 9．在等压下，进行一个反应A + B→C，若已知热效应?r H m > 0，则该反应一定是： (A) 吸热反应；(B) 放热反应； (C) 温度升高；(D) 无法确定。 10．一定量的单原子理想气体，从 A 态变化到 B 态，变化过程不知道，但若 A 态与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出： (A) 气体膨胀所做的功； (B) 气体内能的变化； (C) 气体分子的质量；(D) 热容的大小。 11．某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是： (A) O2 ；(B) CO2 ；(C) NH3 ；(D)Ar。 12．下述说法中，哪一种正确： (A) 热容C不是状态函数；(B) 热容C与途径无关； (C) 恒压热容C p不是状态函数；(D) 恒容热容C V不是状态函数。 13．热力学第一定律仅适用于什么途径： (A) 封闭体系的任何途径； (B)封闭体系的可逆途径； (C) 封闭体系的不可逆途径；(D) 任何体系的任何途径。 14．如图所示，Q A→B→C =a (J)、W A→B→C = b (J)、Q C→A = c (J) ，那么W A→C等于多少： (A) a- b + c ；(B) -(a + b + c) ； (C) a + b - c ； (D) a+ b + c 。 15．如图所示，理想气体由状态1变化到状态2，则该过程的： (A) T2 < T1，W < 0，Q < 0 ； (B) T2 > T1，W < 0，Q > 0 ； (C) T2 < T1，W > 0，Q < 0 ； (D) T2 > T1，W > 0，Q > 0 。 16．非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的： (A) Q = 0，?H = 0，?p < 0 ；(B) Q = 0，?H < 0，?p < 0 ； (C) Q > 0，?H = 0，?p < 0 ；(D) Q < 0，?H = 0，?p < 0 。 17．一种实际气体，其状态为pV m = RT + αp(α < 0)，该气体经节流膨胀后：

热力学第二定律练习题

第二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?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。，判断不正确的是： 3．对于克劳修斯不等式 dS ≥δQ/T 环 (A) dS =δQ/T 必为可逆过程或处于平衡状态；环必为不可逆过程； (B) dS ＞δQ/T 环必为自发过程； (C) dS ＞δQ/T 环 (D) dS ＜δQ/T 违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。环 4．下列计算熵变公式中，哪个是错误的： (A) 水在25℃、p?S = (?H - ?G)/T； (B) 任意可逆过程： dS = (δQ/dT)r ； /T； (C) 环境的熵变：?S = - Q 体 (D) 在等温等压下，可逆电池反应：?S = ?H/T。 5．当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变?S = l0 J·K-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/10，该变化中从热源吸热多少？ (A) 5000 J ；(B) 500 J ； (C) 50 J ； (D) 100 J 。 6．1mol双原子理想气体的(?H/?T)v是： (A) 1.5R；(B) 2.5R；(C) 3.5R； (D) 2R。 7．理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：

热力学第二定律复习题及答案

热力学第二定律复习题集答案 1 理想气体绝热向真空膨胀，则： A.ΔS = 0，W = 0 C.ΔG = 0，ΔH = 0 D.ΔU = 0，ΔG = 0 2. 方程2 ln RT H T P m βα?=d d 适用于以下哪个过程?A. H 2O(s)= H 24Cl (s)= NH 3(g)+HCl(g) D. NH 4Cl(s)溶于水形成溶液 3. 反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe (s) 的?H 为正, ?S 为正（假定?r H ，?r S 与温度无关），下列说法中正确的是）: A. 低温下自发，高温下非自发； D. 任何温度下均为自发过程。 4. 对于只作膨胀功的封闭系统 p T G ??? ???? 的值:A 、大于零； C 、等于零； D 、不能确定。 5．25℃下反应 CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)θH ?= - 90.6kJ ·mol -1，为提高反应的平衡产率，应采取的措施为。 A. 升高温度和压力 B. D. 升高温度，降低压力 6．ΔA=0 的过程应满足的条件是: A. 逆绝热过程 B. 等温等压且非体积功为零的过程 C. 7.ΔG=0 A. 逆绝热过程 C. 等温等容且非体积功为零的过程D. 等温等容且非体积功为零的可逆过程 8.关于熵的性质 A. 环境的熵变与过程有关 B. D. 系统的熵等于系统内各部分熵之和 9. 在一绝热恒容的容器中, 10 mol H 2O(l)变为10 mol H 2O(s)时,: A. ΔS B. ΔG C. ΔH 10．在一定温度下，发生变化的孤立系统，其总熵 : A. 不变 B. C. 总是减小 11. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中: A. ΔS=0 U=0 12．在0℃、101.325KPa 下，过冷液态苯凝结成固态苯，) <0 D. △S + △S(环) <0 13. 理想气体绝热向真空膨胀，则： A. ΔS = 0，W = 0 C. Δ 14. ?T)V = -S C. (?H/?p)S 15.任意两相平衡的克拉贝龙方程d T / d p = T ?V H m m /?，式中?V m 及?H m V ?V m < 0，?H m < 0 ； C.；或? V m < 0，?H m > 0 16.系统进行任一循环过程 C. Q=0 17.吉布斯判据可以写作： T, p, W ‘=0≥0 D. (dG) T, V , W ‘=0≥0 18.亥姆霍兹判据可以写作： T, p, W ‘=0 T, p, W ‘=0≥0 D. (dA) T, V , W ‘=0≥0 19. 的液固两相平衡，因为 V m ( H 2m 2H 2O( l )的凝固点将： A.上升； C.不变； D. 不能确定。 20．对于不作非体积功的均相纯物质的封闭体系，下面关系始中不正确的是：A.T S H p =??? ???? B.S T A V -=??? ???? C.V p H S =???? ???? D. p V U S =??? ???? 21. 373.2 K 和101.325 kPa 下的1 mol H 2O(l)，令其与373.2 K 的大热源接触并向真空容器蒸发，变为373.2 K 和101.325 kPa 下的1 mol H 2O(g)，对这一过程可以判断过程方向的是:A. Δvap S m （系统） B. Δvap G m D. Δvap H m （系统） 22. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率: ；D.100 %。 23．某体系进行不可逆循环过程时:A. ΔS(体系) >0， ΔS(环境)< 0B. ΔS(体系) >0， ΔS(环境) >0 C. ΔS(体系) = 0， ΔS(环境 24.N 2和O 2混合气体的绝热可逆压缩过程中:A. ΔU = 0 B. ΔA = 0 D. ΔG = 0 25.单组分体系，在正常沸点下汽化，不发生变化的一组量是:A. T ，P ，U B.H ，P ，U C. S ，P ，G 26.封闭体系中，W ’ = 0，恒温恒压下进行的化学反应，可用下面哪个公式计算体系的熵变: A. ΔS = Q P /T B. ΔS = Δ D. ΔS = nRTlnV 2/V 1 27.要计算298K ，标准压力下，水变成水蒸汽(设为理想气体)的ΔG ，需知道的条件是: A. m p C ?(H 2O 、l) 和m p C ? (H 2O 、g) B.水的正常沸点下汽化热Δ vap H m 及其熵变 D. m p C ? (H 2O 、l) 和m v C ? (H 2O 、g) 及Δvap H m 28.由热力学基本关系可以导出n mol 理想气体B 的()T S V ??为:A. nR/V B. –nR/P C. nR D. R/P 29. 在等温等压下，当反应的1m r mol KJ 5Δ-?= G 时，该反应: A. 能正向自发进行 B. D. 不能进行 30. 在隔离系统中发生一自发过程，则系统的ΔG 为:A. ΔG = 0 B. ΔG > 0 C. ΔG < 0

05_第五章热力学第二定律

【5－1】下列说法是否正确？（1）机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。（2）热机的热效率一定小于1。（3）循环功越大，则热效率越高。（4）一切可逆热机的热效率都相等。（5）系统温度升高的过程一定是吸热过程。（6）系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（7）系统吸热，其熵一定增大；系统放热，其熵一定减小。（8）熵产大于0的过程必为不可逆过程。【解】（1）对于单个过程而言，机械能可完全转化为热能，热能也能完全转化为机械能，例如定温膨胀过程。对于循环来说，机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。（2）热源相同时，卡诺循环的热效率是最高的，且小于1，所以一切热机的热效率均小于1。（3）循环热效率是循环功与吸热量之比，即热效率不仅与循环功有关，还与吸热量有关。因此，循环功越大，热效率不一定越高。（4）可逆热机的热效率与其工作的热源温度有关，在相同热源温度的条件下，一切可逆热机的热效率都相等。（5）系统温度的升高可以通过对系统作功来实现，例如气体的绝热压缩过程，气体温度是升高的。（6）T Q dS δ>>系统经历不可逆放热过程，熵可能减小；系统经历不可逆循环，熵不变。只有孤立系统的熵只能增加。系统经历绝热不可逆过程，熵一定增大。（7）g f dS dS dS +=，而0≥g dS ，系统吸热，0>f dS ，所以熵一定增加；系统放热时，0

第一章热力学第一定律练习题

第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。 9．在、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。 16．在下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 17．1mol ，℃、的液态苯向真空蒸发为℃、的气态苯。已知该过程的焓变为，所以此过程的Q = 。 18．1mol 水在下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．因焓是温度、压力的函数，即H = f (T ,p )，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于 d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2，则系统所做的功为 V p C C V p V p W = --=γγ，11 122。 26．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(?U /?p )V = 0，(?U /?V )p = 0。 29．若规定温度T 时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下

第二章热力学第二定律复习题及答案

第二章热力学第二定律复习题及答案 1．试从热功交换的不可逆性，说明当浓度不同的溶液共处时，自动扩散过程是不可逆过程。答：功可以完全变成热，且是自发变化，而其逆过程。即热变为功，在不引起其它变化的条件下，热不能完全转化为功。热功交换是不可逆的。不同浓度的溶液共处时，自动扩散最后浓度均匀，该过程是自发进行的。一切自发变化的逆过程都是不会自动逆向进行的。所以已经达到浓度均匀的溶液。不会自动变为浓度不均匀的溶液，两相等体积、浓度不同的溶液混合而达浓度相等。要想使浓度已均匀的溶液复原，设想把它分成体积相等的两部分。并设想有一种吸热作功的机器先把一部分浓度均匀的溶液变为较稀浓度的原溶液，稀释时所放出的热量被机器吸收，对另一部分作功，使另一部分浓度均匀的溶液浓缩至原来的浓度（较浓）。由于热量完全转化为功而不留下影响是不可能的。所以这个设想过程是不可能完全实现，所以自动扩散是一个不可逆过程。 2．证明若第二定律的克劳修斯说法不能成立，则开尔文的说法也不能成立。答：证：第二定律的克劳修斯说法是“不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。”若此说法不能成立，则如下过程是不可能的。把热从低温物体取出使其完全变成功。这功在完全变成热（如电热），使得高温物体升温。而不引起其它变化。即热全部变为功是可能的，如果这样，那么开尔文说法“不可能从单一热源取出热，使之全部变成功，而不产生其它变化”也就不能成立。 3．证明：（1）在pV 图上，理想气体的两条可逆绝热线不会相交。（2）在pV 图上，一条等温线与一条绝热线只能有一个相交点而不能有两个相交点。解：证明。 (1).设a 、b 为两条决热可逆线。在a 线上应满足111K V P =γ ①，在第二条绝热线b 上应满足222K V P =γ ②且21K K ≠或V P V P γ-=??)( ， vm pm C C = γ不同种理想气体γ不同，所以斜率不同，不会相交。若它们相交于C 点，则21K K =。这与先前的假设矛盾。所以a 、b 两线不会相交。 (2).设A 、B 为理想气体可逆等温线。(V P V P T - =??)(

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 0 ;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P i、V i、T i等容冷却到P2、V、T2,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、P0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目等，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) 第二类永动机服从能量守恒原理(B) 热不能全部转化为功而不引起其他变化 (C) 热不能全部转化为功(D) 从第一定律的角度看，第二类永动机允许存在 &关于自发过程方向性的说法错误的是( ) (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H,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 w 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^( ) -1 -1 -1 -1 (A) ?K(B) J ?K(C) ?K (D) J ?K 16. 2mol单原子理想气体，等压由300K升温至600K,其S%( ) -1 -1 -1 -1 (A) J ?K(B) J ?K(C) J ?K (D) J ?K 17?在标准压力时，苯的沸点为，1molC6H(l )完全汽化为同温同压下的苯蒸气。已知苯的正常汽化热为?K -1则过程的S^( ) -1 -1 -1 -1 (A) S A=S B (B) Q i /T = Q n /T (C) S i= S n (D) S i = Q II

第二章题 热力学第二定律练习题