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。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，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：1S = 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。3对于克劳修斯不等式 dS Q/T环，判断不正确的是：(A) dS =Q/T环必为可逆过程或处于平衡状态；(B) dS Q/T环必为不可逆过程；(C) dS Q/T环必为自发过程；(D)dS Q/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：(A) 水在25、p下蒸发为水蒸气：S = (H - G)/T；(B) 任意可逆过程： dS = (Q/dT)r；(C) 环境的熵变：S = - Q体/T；(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 JK-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 。61mol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，S(环) = 0 ； (D) S(体) 0，S(环) Sir； (B) Sr = Sir；(C) Sr = 2Qir/T；(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；(C)理想气体的任意变化过程；(D)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：(A)S(体) 0，S(环) 0 ；(B)S(体) 0 (C)S(体) 0，S(环) = 0 ；(D) S(体) S(l)S(s)；(B) 同种物质温度越高熵值越大；(C) 分子内含原子数越多熵值越大；(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 ；(C) S 0 ；(D) S 0，H rHm/T ；(C) rSmrHm/T；(D) rSmrHm/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1.8 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，S 0，G 0 ；(B) Q 0，W 0，S 0，G 0，W 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：(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；(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 。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 = TS；（B） S= (H - G)/T；(C) H = TS + Vp； (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) A U；(B) A U；(C) G U；(D) H 0。4第1，2个结论正确，第3个结论错。5错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6错，环境的熵变应加在一起考虑。7错，要在隔离系统中平衡态的熵才最大。8错。9不矛盾，因气体的状态变化了。10错，如过冷水结冰。11错，必须可逆相变才能用此公式。12错，系统的熵除热熵外，还有构型熵。当非理想气体混合时就可能有少许热放出。13对。14错。未计算环境的熵变；15错，如过冷水结冰，S 0，混乱度减小，16错，必须在等温、等压，W = 0的条件下才有此结论。17错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。18错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。19错，不满足均相系统这一条件。20错，不可逆过程中W -pdV 。二、单选题答案：1. A； 2. B；3. B；4. C； 5. C；6. A；7. C；8. A；9.B10.A；11.B； 12.B； 13.B； 14.C；15.C；16.B；17.C； 18.D；19.D；20.B；21.B； 22.D； 23.C； 24.C；25.D；计算与证明1、答：（1）0.6667；（2）Q1=300kJ,W=200kJ2、答：200 JK-13、答：（1）0；（2）50JK-1；（3）100JK-14、答：（1）=1155JK-1，=1009JK-1，=146JK-1；（2）=1155JK-1，=1096JK-1，=59JK-1；（3）=1155JK-1，=1103JK-1，=52JK-15、答：（1）Q=21.65kJ，S=36.82JK-1，=15.17JK-1；（2）Q=15.83kJ，S=26.81JK-1，=10.98JK-16、答：（1）Q=1.729kJ，S=5.76 JK-1；（2）Q1=3.118kJ，S1=14.41 JK-1；Q2=4.365kJ，S2=20.17 JK-1；Q=1.247kJ，S=5.76 JK-1；（3）Q1=0，S1=0；Q=Q2=0.224kJ，S=S2=5.76 JK-1；7、答：（1）Q=1.729kJ，S=5.763 JK-1，=0；（2）Q=1.247kJ，S=5.763 JK-1，=1.606 JK-1；（3）Q=0，S=5.763 JK-1，=5.763 JK-18、答：Q=27.44kJ；W=6.625kJ；U=20.79kJ；H=29.10kJ；S=52.30JK-19、答：Q=30.71kJ；W=5.763kJ；U=24.94kJ；H=41.57kJ；S=77.86JK-110、答：Q=23.21kJ；W=4.46kJ；U=18.75kJ；H=26.25kJ；S=50.40JK-111、答：Q=19.892kJ；W=13.935kJ；U=5.958kJ；H=9.930kJ；S=68.66JK-112、答：W=U=2.395kJ；H=3.991kJ；S=10.73JK-113、答：W=U=29.54kJ；H=43.60kJ；S(A)=8.923JK-1；S(B)=8.923JK-114、答：t=57；S=2.68JK-115、答：Q=H=1102.30kJ；W=87.65kJ；U=1014.65kJ；S=3.263kJK-116、答：（1）p=25.664kPa；（2）Q=U=2.2538kJ，H=2.5104kJ，S=9.275JK-117、答：Q=36.437 kJ；W=5.628 kJ；U=30.809kJ；H=33.746kJ；S=103.39JK-118、答：217.675 Jmol-1K-119、答：20、答：（1）A=2179.133K，B=10.84555；（2）41.719kJmol-1；（3）121.042kPa