热力学第二定律练习题Word格式文档下载.docx
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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-pdV=0,此过程温度不变,∆U=0,代入热力学基本方程dU=TdS-pdV,因而可得dS=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:
跑的最快;
(B)跑的最慢;
(C)夏天跑的快;
(D)冬天跑的快。
3.对于克劳修斯不等式dS≥δQ/T环,判断不正确的是:
dS=δQ/T环必为可逆过程或处于平衡状态;
(B)
dS>δQ/T环必为不可逆过程;
(C)
dS>δQ/T环必为自发过程;
(D)
dS<δQ/T环违反卡诺定理和第二定律,过程不可能自发发生。
4.下列计算熵变公式中,哪个是错误的:
水在25℃、p下蒸发为水蒸气:
∆S=(∆H-∆G)/T
;
任意可逆过程:
dS=(δQ/dT)r
环境的熵变:
∆S=-Q体/T
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=l0J·
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?
5000J;
(B)500J;
(C)50J;
(D)100J。
6.1mol双原子理想气体的(∂H/∂T)v是:
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:
∆S(体)>
0,∆S(环)>
0;
(B)∆S(体)<
0,∆S(环)<
∆S(体)>
0,∆S(环)=0;
(D)∆S(体)>
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=2Wir,下列式子中不正确的是:
∆Sr>
∆Sir;
(B)∆Sr=∆Sir
∆Sr=2Qir/T;
∆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;
无体积功的封闭体系的简单状态变化过程;
理想气体的任意变化过程;
封闭体系的任意变化过程;
10.实际气体CO2经节流膨胀后,温度下降,那么:
∆S(体)<
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:
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:
∆U与温度无关;
(B)∆S与温度无关;
∆F与温度无关;
(D)∆G与温度无关。
13.等温下,一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0,那么:
∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T无关;
∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T有关;
∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T有关;
∆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:
液态溴蒸发成气态溴;
SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l);
电解水生成H2和O2;
(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:
同一种物质的S(g)>
S(l)>
S(s)
同种物质温度越高熵值越大;
分子内含原子数越多熵值越大;
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:
∆S>
0,∆H>
(B)∆S>
0,∆H<
∆S<
(D)∆S<
17.∆G=∆A的过程是:
H2O(l,373K,p)→H2O(g,373K,p);
N2(g,400K,1000kPa)→N2(g,400K,100kPa);
等温等压下,N2(g)+3H2(g)→NH3(g);
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∆rHm和∆rSm共同决定,自发进行
的反应应满足下列哪个关系式:
∆rSm=∆rHm/T;
(B)∆rSm>
∆rHm/T;
∆rSm≥∆rHm/T;
(D)∆rSm≤∆rHm/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;
(C)∆S=∫(Cp/T)dT;
(D)∆S=(Cv/T)dT。
20.一个已充电的蓄电池以1.8V输出电压放电后,用2.2V电压充
电使其回复原状,则总的过程热力学量变化:
Q<
0,W>
0,∆S>
0,∆G<
(B)Q<
0,W<
0,∆S<
Q>
0,∆S=0,∆G=0;
(D)Q<
0,∆S=0,∆G=0。
21.下列过程满足∆S>
0,Q/T环=0
的是:
恒温恒压(273K,101325Pa)下,1mol的冰在空气升华为水蒸气;
氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀;
理想气体自由膨胀;
绝热条件下化学反应。
22.吉布斯自由能的含义应该是:
是体系能对外做非体积功的能量;
是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量;
是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量;
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;
(C)∆H=T∆S+V∆p;
(D)∆GT,p=0。
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>
U;
(B)A<
(C)G<
(D)H<
A。
25.热力学基本方程dG=-SdT+Vdp,可适应用下列哪个过程:
298K、标准压力下,水气化成蒸汽;
理想气体向真空膨胀;
电解水制取氢气;
(D)N2+3H2=2NH3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O2与11.2升N2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T1=900K的高温热源和T2=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-Q2=100kJ时,系统从高温热源吸热Q1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T1=600K,低温热源温度T2=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。
200J·
K-1
3、不同的热机工作于T1=600K的高温热源及T2=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Q1=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。
(1)0;
(2)50J·
K-1;
(3)100J·
4、已知水的比定压热容cp=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
,
及
(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。
(1)
=1155J·
K-1,
=-1009J·
=146J·
(2)
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