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热力学第二定律复习题资料
热力学第二定律
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同温热源之间运转,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)循环过程的(b)循环过程的自由能变化
(c)循环过程的熵变(d)循环过程的焓变
(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(b)趋于无限大
(c)趋于0(d)大于其它可逆热机效率
(答案) a(卡诺热机效率,卡诺定律?
P108)(所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机,其效率都不能超过可逆机,即可逆机的效率最大。
)
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)熵与系统的微观状态数有关
(答案) d(熵函数的定义P110-111),,
7. 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
(答案) b(熵函数的定义和性质P110-111),
8.任意的可逆循环过程,体系的熵变
(a)一定为零(b)一定大于零
(c)一定为负 (d)是温度的函数
(答案) a
9.封闭体系经过一循环过程后,则
(a)体系的熵增加(b)U=0
(c)Q=0(d)体系的T、P都不变
(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) b
11.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
(c)(dS)U,p ≥0(d)(dS)U,V ≥0
(答案)d
(熵熵判据P113)>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
(答案)c(熵增原理P113-114),
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
(答案)a
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
13.对理想气体等温可逆过程,其计算熵变的公式是:
(a)S=-nRTln(p1/p2)
(b)S=nRTln(V1/V2)
(c)S=nRln(p2/p1)
(d)S=nRln(V2/V1)
(答案)d
14.环境的熵变等于
(a)(b)(c)(d)
(答案)b
15.室温下,10p的理想气体节流膨胀至5p的过程有
(1)W>0
(2)T1>T2
(3)Q=0(4)S>0
其正确的答案应是:
(a)(3),(4)(b)
(2),(3)
(c)
(1),(3)(d)
(1),
(2)
(答案)a
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+p2V2=nRT2-nRT1=0
因此dS=(dU+pdV)/T=CVdT/T+pdV/T=nRdV/V
故(因V2>V1)
16.物质的量为n的理想气体从T1,p1,V1变化到T2,p2,V2,下列哪个公式不适用(设CV,m为常数)?
(a)ΔS=nCp,ln(T1/T2)+nRln(p2/p1)
(b)ΔS=nCVln(p2/p1)+nCp,mln(V2/V1)
(c)ΔS=nCV,ln(T2/T1)+nRln(V2/V1)
(d)ΔS=nCp,ln(T2/T1)+nRln(p1/p2)
(答案)a
17.纯液体在正常相变点凝固,则下列量减小的是
(a)S (b)G
(c)蒸汽压(d)凝固热
(答案)a
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,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P129-130)
ΔAT =W(reversibleprocess) 20.理想气体绝热向真空膨胀,则 (a)ΔS=0,W=0(b)ΔH=0,ΔU=0 (c)ΔG=0,ΔH=0(d)ΔU=0,ΔG=0 (答案)b 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)A<0 (c)H<0 (d)U<0 (答案)d在恒熵恒容时 。 23.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 (a) rSm=rHm/T (b)rSm>rHm/T (c) rSm≥rHm/T (d)rSm≤rHm/T (答案)b() 24.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 (c)S>0(d)H=0 (答案)d 因为H=U+(pV),在孤立体系中U=0,但(pV)不一定等于零。 25.孤立体系发生的下列过程中一定是可逆过程的是 (a)(b) (c)(d) (答案)c 26.氢气进行不可逆循环 (a)U>0(b)S=0 (c)S>0(d)S<0 (答案)b 27.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dS>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) (c) (2),(3)(d) (1),(4) (答案)c (2)应改成“隔离体系经历一自发过程总是dS>0”。 (3)应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。 28.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 (答案)a因绝热不可逆过程的ΔS体>0 29.关于亥姆霍兹函数A,下面的说法中不正确的是 (a)A的值与物质的量成正比 (b)虽然A具有能量的量纲,但它不是能量 (c)A是守恒的参量 (d)A的绝对值不能确定 (答案)c 30.亥姆霍兹自由能判据可以写作 (a)(b) (c)(d) (答案)c(P130) 31.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 (c) 是恒温恒压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。 (答案)d(dGT,P≤WeorΔGT,P,We=0≤0) 32.吉布斯自由能判据可以写作: (a)(b) (c)(d) (答案)b(P131) 33.封闭体系中,若某过程的A=0,应满足的条件是 (a)绝热可逆,且Wf=0的过程 (b)等容等压,且Wf=0的过程 (c)等温等压,且Wf=0的可逆过程 (d)等温等容,且Wf=0的可逆过程 (答案)d 34.G=0的过程应满足的条件是 (a)等温等压且非体积功为零的可逆过程 (b)等温等压且非体积功为零的过程 (c)等温等容且非体积功为零的过程 (d)可逆绝热过程 (答案)a 35.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 (答案)d(等温等压,且Wf=0的可逆相变化G=0) 36.理想气体的不可逆循环,∆G (a)<0 (b)=0 (c)>0 (d)无法确定 (答案)b(G皆是状态函数) 37.理想气体等温过程的ΔA (a)>ΔG(b)<ΔG (c)=ΔG(d)不能确定 (答案)c(P134) (理想气体恒温过程(p1,V1→p2,V2) ∵U=f(T),H=f(T) ∴ΔU=0,ΔH=0 则ΔA=-TΔS,ΔG=-TΔS ΔA=ΔG(理想气体恒温过程)) 38.下列的哪个过程可应用公式dG=Vdp求算体系的Gibbs自由能变 (a)恒温恒压下浓H2SO4吸收水分 (b)实际气体等温可逆膨胀 (c)电解NaCl水溶液生成NaOH、Cl2和H2 (d)287K,p下烧杯中的水蒸发为气 (答案)b,(b)可应用,(a)(c)(d)不能应用 39.下述过程,体系的G何者为零? (a)理想气体的等温膨胀 (b)孤立体系的任意过程 (c)在100℃,101325Pa下1
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