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1、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S0，绝热不可逆压缩过程的S0。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S0。11相变过程的熵变可由DS=DHT计算。12当系统向环境传热时(Q0，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
2、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。21是非题：“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”此话对否？“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”此话对否？绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。V1DS=Rln21mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V变到V，能否用公式：12计算该过程的熵变？22在100、p时，1mo
3、l水与100的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100、p的水蒸气，试计算此过程的S、S(环)。VV1的适用条件是什么？23VDS=Rln224指出下列各过程中，物系的U、H、S、A、G中何者为零？理想气体自由膨胀过程；实际气体节流膨胀过程；理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；0、p时，水结成冰的相变过程；理想气体卡诺循环。25amolA与bmolB的理想气体，分别处于(T,V,pA)与(T,V,pB)的状态，等温等容混合为(T,V,p)状态，那么U、H、S、A、G何者大于零，小于零，等于零？26一个刚性密闭绝热箱中，装有
4、H2与Cl2混合气体，温度为298K，今用光引发，使其化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知DfHm(HCl)=-94.56kJmol-1，试判断该过程中U、H、S、A、G是大于零，小于零，还是等于零？27在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有1molN2，其状态分别为298K、p0与298K、10p0，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、U、H、S中，哪些为零？二、单选题：1DS=DHT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
5、；(C)夏天跑的快；(D)冬天跑的快。3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。4对于克劳修斯不等式dSdQT环，判断不正确的是：(A)dS=dQT环必为可逆过程或处于平衡状态；(B)dSdQT环必为不可逆过程；(C)dSdQT环必为自发过程；(D)dS0，S(环)0；(B)S(体)0，S(环)0，S(环)=0；(D)S(体)0，S(环)DSIr；(B)DSR=DSIr；(C)DSR=2QIrT；(D)DS总(等温可逆)=DS体+DS环=0，DS总(不等温可逆)=DS体+DS环0。10计算熵变的公式DS=dU+pdV
6、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；11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)Sm()Sm(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。1825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：(A)S0，G0；(B)S0，G0；(C)S=0，G=0；(D)S=0，G0，H0；(B)S0，H0；(C
7、)S0；(D)S0，HrHm/T；rm22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)G0；(B)F0；(C)H0；(D)U0。23实际气体节流膨胀后，其熵变为：T(A)SnRlnVV21；(B)Sp2p1VdpT；(C)ST2CT1pdT；(D)ST2T1CVdTT。(A)U=TS；(B)；(C)H=TS+Vp；(D)GT,p=0。24一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：(A)Q0，S0，G0；(B)Q0，W0，S0，G0，W0，S=0，G=0；(D)Q0，S=0，G=0。25下列过程满足S0,QT环0的是：(A
8、)恒温恒压(273K，101325Pa)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。26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。27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：HGST28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)AU；(B)AU；(C)GU；(D)H43156；(B)654321；
9、(C)453126；(D)124365。38在恒焓恒压条件下，均相单组分封闭体系，达到平衡的判据是：(A)S=0；(B)U=0；(C)A=0；(D)G=0。T39对于双原子分子的理想气体，VS应等于：5V5T2T7T-(A)3V；(B)5V；(C)3T；(D)5V。40任一单组分体系，恒温下，其气(g)、液(l)态的化学势()与压力(p)关系图正确是：(A)(1)；(B)(2)；(C)(3)；(D)(4)。三、多选题：1在以下偏导数中，大于零的有：(A)(C)GTAp；(B)VT；HTUp；(D)SV；U(E)VS。2由热力学基本关系式，可导出UVS等于：p。G(A)Tp；(B)-p；A(C)
10、VT；U(D)SV；G(E)T(C)等温等压下，CuSO4(aq)+H2O电解Cu(s)+H2SO4(aq)+O2(g)；(D)等温等压下，Zn+CuSO4(aq)原电池ZnSO4(aq)+Cu；(E)等温等压下，mCO2+nH2O碳水化合物。3体系的始态与终态之间有两种途径：A为可逆途径；B为不可逆途径。以下关系中不正确的是：(A)SA=SB；(B)QA/T=QB/T；(C)SB=QB/T；(D)SA=QA/T；(E)SB=QA/T。4下列过程中，那些过程的G0：(A)等温等压下，H2O(l,375K,p0)H2O(g,375K,p0)；(B)绝热条件下，H2(g,373K,p0)H2(g,
11、300K,0.1p0)；光5化学反应在等温等压下能自发进行的判据是：(A)S0；(B)GW；(C)A0；(D)BB0；(E)H0。6在O2(理想气体)的如下过程中，属于等熵过程的是：(A)绝热恒容过程；(B)等温可逆膨胀过程；(C)V2V2等温抽去隔板2V2；(D)绝热可逆膨胀；(E)绝热恒外压膨胀。7等温等压下，反应的热力学可能性随温度降低而增大的是：(A)Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4+H2(g,p0)；(B)Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)；(C)2CuCl2(s)+H2(g)2Cu(s)+2HCl(g)；(D)C2H4(g)+H2(g)C2H6(g
12、,p0)；(E)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)。8下列过程中，S(系)0，S(总)0的过程是：(A)等温等压H2O(l,270K,p0)H2O(s,270K,p0)；(B)等温等压H2O(l,373K,p0)H2O(g,373K,p0)；(C)等温等压H2O(l,383K,p0)H2O(g,383K,p0)；(D)nmol理想气体恒外压等温压缩过程；(E)1000KCaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)。9378K、p0下，过热水的下列哪个物理量小于同温同压下水蒸气：(A)Hm；(B)Gm；(C)；(D)Sm；(E)Am。(C)H2O(l,373K,p0)向真H2O
13、(g,373K,p0)；dU=dT+dVVVT10下列过程中，G0的是：(A)等温等压H2O(l,268K,p0)H2O(s,268K,p0)；(B)等温等压H2O(l,383K,p0)H2O(g,383K,p0)；空蒸发(D)等温等压H2O(l,373K,506.6kPa)H2O(g,373K,506.6kPa)；(E)等温等压H2O(g,373K,50kPa)H2O(l,373K,50kPa)。11常压下-10过冷的水变成-10的冰，在此过程中，体系的G与H如何变化：(A)G0；(B)G0，H0；(C)G=0，H=0；(D)G0，H0；(E)G=0，H0。12在383K、p0下，1mol过
14、热水蒸汽凝结成水，则体系、环境及总熵变为：(A)S(体)0，S(环)0，S(总)0；(B)S(体)0，S(总)0；(C)S(体)0，S(环)0，S(总)0；(D)S(体)0，S(总)0，S(环)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
15、，S0，H0，A0。V1=RT/10，V2=RTV=(V1+V2)=11RT/22，S1=Rln(V/V1)=Rln(11/2)S2=Rln(V/V2)=Rln(11/20)，S=S1+S2=Rln(121/40)0。二、单选题答案：1.D；2.B；3.C；4.C；5.D；6.B；11.C；12.D；13.C；14.B；15.B；16.B；21.B；22.D；23.B；24.D；25.C；26.D；31.D；32.A；33.D；34.B；35.B；36.C；7.C；17.D；27.B；37.A；8.C；18.C；28.B；38.A；9.A；19.D；29.B；39.B；10.B；20.B；30
16、.B；40.C。三、多选题答案：1.CD；2.BC；3.BC；4.CE；7.DE；8.AD；9.AD；10.DE；5.CD；11.D；6.CD；12.D。dQ=dT+dV+pdV=dT+pdV四、主观题答案：1证明：将dU代入第一定律表达式中：UUUUTVVTTVVTSp=因dU=TdS-pdV，VTTV=T-p=TUSp-pVTVTTVTVVTTVTTVTUVUpT-p=V-p2pp2p=T=+TTT2VTVT2V又VTTVTTVUp+pT-p+p=VVp2p+TTTV2=V(1)(2)，所以Q不具有全微分，Q不是状态函数。dU=dT+pdT+dp=TdS-pdV2证明：U=f(T，p)，又dU=TdS-pdV，UUTpTUUTppTdp0在等温下：dT=0，p等温下两边同除以dp：p=T-ppTTUUdp=TdS-pdV0TSVpT=-又pT=-T-pVVpTTSVTp，UppTSCdT=pdS=T，Tp3证明：等压下，。C=T=TTVTCpTSSVpppp，=由麦克斯韦关系式：pSSVTVSp，则pS=T