热力学第二定律复习题Word格式文档下载.docx
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—*G判据和A判据Y
Gibbs判据△Gt,p,w=o
热力学基本方程4
dH
Maxwell关系式r
dA
<
dG「(T/.(S/
TdSpdV-
TdSVdp
SdTpdV
SdTVdp」
同变化过程S、
A、
G的计算
0(自发过程)
=0(平衡(可逆)过程)
-W=0,组成恒定封闭系统的
可逆和不可逆过程。
但积分时
Helmholtz判据△At,v,
应用条件:
要用可逆途径的Vp或TS间I的函数关系。
V)s=-(p/S)v,(T/p)S=(V/S)pf
V)t=(p/T)v,(Sp)T=-(V/T)_
-应用:
用易于测量的量表示不能直接测量的量,常用于热力学关系式的推导和证明
见下页
不同变化
过程△S、
△A、△G
的计算
-SQr/T(dUW)/T,基本计算公式△A=△U-△US),dA=-SdT-pdV
-△G=AH-△(TS),dG=-SdT-Vdp
简单pVT
变化(常压
下)
凝聚相及
厂实际气体
^理想气体
△S环=-Q体/T环
.恒温:
△S=-Qr/T;
△At0,△GtV^p0(仅对凝聚相)
「S;
(nCp,m/T)dTCp,m=常数.nCp,mln(T2/T1)
△A=AU-A(TS),△G=AUS);
△A△G
厂ST2(nC/m/T)dTCv,m=常数nCv,mln(T2/T1)
T1,►
J恒压变温
A=AU-△(TS),△G=AH-△(TS);
计算△S△S=nCv,mln(T2/T”+nRln(V2/V1)
r
=nCp,mln(T2/Ti)-nRln(p2/pi)
△A、AG
=nCv,mln(p2/p1)+nCp,mln(V2/V1)
恒温:
△At=AGT=nRTln(p2/p1)=-nRTln(V2/V1)变温:
△A=△U-△(TS),△G=A(TS)
厂可逆:
△S=△H/T;
△G=O;
AA
0(凝聚态间相变)
恒压相变化彳
1不可逆:
设计始、广任意两相平衡T
纯物质两
相平衡时
Tp关系
gl或s两相
•平衡时Tp关系
化学
变化
-=-△n(g)RT(gl或s)
末态相同的可逆过程计
p关系:
dp/dTTVm/Hm(Clapeyron方程)
微分式:
dlnp
dT
vap
RT
Hm(C-C方程)
定积分式:
In(p2/p1)=-△vapHm/R(1/T2-1/T1)
不定积分式:
lnp=-△vapHm/RT+C
(热力学第三定律及其物理意义
规定熵、标准摩尔熵定义
任一物质标准摩尔熵的计算
标准摩尔生成Gibbs函数
BSm,B
rGm,B定义
rSm^
B
G黑rH^T佥’或
rHm
微分式
rGm
(△G/
H,
Bfm,B
G-H方程
BfGm,B
T)p=(△G4H)/T或[(△G/T)/T]p=-△H/T2
T)v=(△A4U)/T或[(△A/T)/T]v=-△U/T2H0/TIRalnT1/2bT1/6cT2
.(△A/
积分式:
rGm(T)/T
应用:
利用G-H方程的积分式,可通过已知T1时的△G(「)或
△A(T1)求T2时的△G(T2)或厶A(T2)
一、选择题
1.体系经历一个正的卡诺循环后,试判断下列哪一种说法是错误的?
(a)体系本身没有任何变化
(b)再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环,最后体系和环境都没有任何变化
(c)体系复原了,但环境并未复原
(d)体系和环境都没有任何变化
(答案)d(什么叫卡诺循环?
以理想气体为工作物质,从高温(Th)热源吸收(Qh)的热量,一部
分通过理想热机用来对外做功(Wr另一部分(Qc)的热量放给低温(Tc)热源。
这种循环称为
卡诺循环。
P102)
2.一卡诺热机在两个不冋温热源之间运转
当工作物质为气体时
热机效率为42%,若改
用液体工作物质,
则其效率应当
(a)减少
(b)增加
(c)不变
(d)无法判断
(答案)c(卡诺定律的推论?
P109-110)
3.在pV图上,卡诺循环所包围的面积代表了
(a)
(c)循环过程的熵变
S(d)循环过程的焓变H
循环过程的Q(b)循环过程的自由能变化
(答案)a
4.当低温热源的温度趋近于0K时,卡诺热机的效率
(a)趋近于1
(c)趋于0
(b)趋于无限大
(d)大于其它可逆热机效率
(答案)a(卡诺热机效率
R一11亠,卡诺定律?
P108)(所有工作于同温热源和同温
ThTh
冷源之间的热机,其效率都不能超过可逆机,即可逆机的效率最大。
|R)
5.关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的
(a)热不能自动从低温流向高温
(b)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化
(c)第二类永动机是造不成的
(d)热不可能全部转化为功
(答案)d(P107热力学第二定律的开尔文说法和克劳修斯说法)
6.关于熵的说法正确的是
(a)每单位温度的改变所交换的热为熵
(b)可逆过程熵变为零
(c)不可逆过程熵将增加
(d)
bQQ
SA(T)R,dS(t)R
熵与系统的微观状态数有关
(答案)d(熵函数的定义Rio-in),SbSa
7.熵变
(1)
(2)
(3)
(4)
S是:
不可逆过程热温商之和可逆过程热温商之和
与过程无关的状态函数
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
(答案)b(熵函数的定义和性质Piio-iii),
Sab
Q
(——)AB
iT
&
任意的可逆循环过程,体系的熵变
(a)一定为零(b)—定大于零
(c)一定为负(d)是温度的函数
(b)U=0
(d)体系的T、P都不变
(答案)a9.封闭体系经过一循环过程后,则
(a)体系的熵增加
(c)Q=0
(答案)d(什么叫过程函数,什么叫状态函数,状态函数的性质)
10•在始末态一定的热力学过程中
(a)过程热为定值(b)可逆热温商为定值
(c)热容为定值(d)热力学能U为定值
(答案)b11•对于不做非体积功的隔离体系,熵判据为
(a)(dS)t,u>
0(b)(dS)p,u》0
(d)(dS)u,v>
o
(c)(dS)u,p》0
(答案)d
(熵熵判据Pm)>
0不可逆过程
dSad或dSiso(=dSsys+dSsur)=0可逆过程或平衡状态
0不可能发生的过程
.11.在一定速度下发生变化的孤立体系,其总熵的变化是什么?
(a)不变(b)可能增大或减小
(c)总是增大(d)总是减小
在绝热条件下,趋向于平衡的过程使体系的熵增加。
或者说在绝热条件下,不可能发生熵减少的过程。
12.263K的过冷水凝结成263K的冰,则
(a)S<
0(b)S>
0
(c)S=0(d)无法确定
12.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
(答案)b
14.环境的熵变等于
⑻°
体(b)
°
体(c)
Q体(d)
Q环
T^
T环
T
15.室温下,10p的理想气体节流膨胀至5p的过程有
W>
T1>
T2
Q=0
S>
其正确的答案应是:
(a)(3),
(4)(b)
⑵
(3)
(c)
(1),
(d)
(1),
(2)
因为绝热,所以Q=0由于理想气体节流膨胀后T不变
又W=-P1V1+pV2=nRT-nRT=0
因此dS=(dU+pdV)/T=GzdT/T+pdWT=nRVZ
v2
故SnR1/VdVnRlnV2/W0(因V2>
V)
V1■
(设CVm为
16.物质的量为n的理想气体从Ti,pi,Vi变化到T2,p2,V2,下列哪个公式不适用常数)?
(a)△S=nCp,ln(T1/T2)+nRn(p2/pi)
(b)
△S=
nCCln(p2/p"
+
nC,mln(V2/V1)
(c)
nCVIn(T2/T1)+
nRn(WM)
nG,ln(T2/T1)+
nRn(p〃p2)
(a)S(b)G
(c)蒸汽压(d)凝固热
18•经一循环过程回到始态,则不一定为零的是
(a)G(b)S
(c)U(d)Q
(答案)d(因为U,G、S皆是状态函数,所以为(d)
19.封闭体系中,若某过程的AWr,应满足的条件是
(a)等温、可逆过程(b)等容、可逆过程
(c)等温等压、可逆过程(d)等温等容、可逆过程
(答案)a(亥姆霍兹函数的定义和性质P29—130)
W(Irreversibleprocess)
△At
=W(reversibleprocess)
20.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
21.氮气进行绝热可逆膨胀
(a)U=0(b)S=0
(c)A=0(d)G=0(答案)b
22.等容等熵条件下,过程自发进行时,下列关系肯定成立的是
(a)G<
0(b)Av0
(答案)d在恒熵恒容时
US,V
自发
(c)H<
0(d)U<
23.等温等压下进行的化学反应,其方向由rf和rSm共同决定,自发进行的反应应满足下列
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