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1、第三章热力学第二定律I.指出下列公式的适用范围.=一尺3眄|啦朕B AS=山?怙也+匚冷些=7iRn字十GIn 刍P2J 1VI丄】dLTciS -卫环（4）M> = jvdp；柞为判据时必须满足的条件.答:门）理想气体的等温等压过程，井符合分体积毘律"=訂存在的每种气怎的压力都相等*且等干 气体的总压力.強）适用于非等谥过程中爛的变化值.在计算一定量的理想气体由狀态I改变到状态D （氏，讥“形）时，可由两科可逆过程的加和而求得.等号两边是两种不同的分步计算方法*C3）M于封闭系统貝做体积功时适用.（4）对于等温条杵下'封闭系统只做体积功时适用、爛判援;对于隔离系统或绝
2、热条统.dSOHdmhoiE/自由能判据在等温等容下做其他功的条件 下，若系统任其自然屈自发变化总是朝向A减少的方向进行窝垂系统达到平衡.Ciibbs自由能判攝在等 温等压下，不做茸他功，任期自然进行，则官发变化是朝G减少的方向进行,直至系统达到平衡.1.判斷F列说法是否正确.并说明原因.（1）不可逆过程一定是处肆的，而自发过程一定是不可逆的彳（2）凡嵋增加过程都是自发过程；（3）不可逆过程的孀永不减少：（4）系统达平衡时，爛值最大,Gibbs自由能最小；<5>S某系统的热力学能和体积恒定时,iS<0的过程不可能发生.某系统从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态'现在要
3、在相同的始、.终态之间设计一个绝热可逆 过程；U）在一个绝热系统中.发超了一个可逆过程.系统从状态1变到狀态霞不论用什么方法，系统再也 回不到原来状态了*佔）理想气体的等温膨胀过程，凶系统所吸的热全部变成功*这与KfMn的说法不符匚汨）冷冻机可以从低温热源吸热放给裔温热源这与Clausius的说祛不符辛（10JG恒大于答沁1）错.自发过程一定铠不可逆过權"而不是所有的不可逆过程都是自发的有时需餐环境对系统做 功才可进行不町逆过程.错埔判振使用是有条件的，适用于隔离系统或绝热系统.（3）错.在隔离系统中,如果发生了不可逆变化.则爛増加.（4）错.不应笼统的全部铤罠为系统”在绝热系统或隔
4、离系统当系统达到平衡状态之后、爛值垠大*在 等温等压不做苴他功的条件宜至系统达到平衡后* Gibbs自由能最小*帖错"不完全正确这种说法只适用于隔阕系统且并做非膨胀功的条件下才可以感亿<6）a絶热不可世过程iS>0,绝热可逆过程出=0.熾是个状态函数，由于两过程有同样的始态* 同时X值不同，则可以认为戢终到达的终态的性质不同.故题中说法不能咒现.（"对.在绝热系统中从狀态1到状态2 弘>山而同徉在该条件 厂由狀态2到狀态I民A0.系统 的爛水远增加战系统再也回不到原来状态了.(8) 错.Kelvin：不可能从单热源取出热使之完全变为功而不发生其他变化理想气
5、体等温膨胀过程 中2=0系统，所吸的热全部变成了体积膨胀所做的体积功.这与keWin记述相符.(9) 错.从低温热源吸热放给高温热源的过程中环境对低温热源做功.这一过程与Clausius说法:不可 能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其他的变化相符.(10) 错.Cq CV =(霁”一(薛儿=(瞬四執=(需片十P欝片-(霁)V=(鄴V +(埶静0 -(鄴V="+(器)丁(詳汗(等»>oG恒大于Cv但 巴O在277. 15时，(等)卩=0故Cp=G故,题中说法过于武断.3. 指出下列各过程中,和乂等热力学丙数的变斌哪些为零哪些绝对值相等？(1) 理想气体真空膨胀；(2
6、) 理想气体等温可逆膨胀；(3) 理想气体绝热节流膨胀；(4) 实际气体绝热可逆膨胀；(5) 实际气体绝热节流膨胀；(6) H2'：g)和Oz(g)在绝热钢瓶中发生反应生成水；(7) H2(g)和Cb(g)在绝热钢瓶中发生反应生成HCl(g)；(8) H20( 1,373 K,101 kPa)H2()(g,373 K.101 kPa)；(9) 在等温、等压、不作非膨胀功的条件下，下列反应达到平衡3H2(g)+N2(g)2NHJ<g)(10) 绝热、恒压、不作非膨胀功的条件下，发生了一个化学反应.答:(1)理想气体真空膨胀W=Q= ACT=AH=O(2) 理气等温可逆膨胀 3=0A
7、H=0；Q=W；g=AA,AS=0.(3) 理气节流膨胀H=02=0.(4) 实际全体绝热可逆Q=AS=¥=0,W=Q+W=W.(5) 实气绝热节流Q，=O&J=O,AH=O.(6) 恒容过程 2=0AA=-Wr=Q .(7) H2(g)4-Cl2()=2HCL(g)体积与压力不变 MJ=Q=AH,W=OM=aG(8) AA=Wr ,2=0,禺丿=O,zlH=O.(9) 2=0 .H=Qp,AA=AG(10 心 oa=w.4. 将下列不可逆过程设计为可逆过程.(1理想气体从压力为向真空膨胀为/>2；(2) 将两块温度分别为TT2的铁块(Ti>T2)相接解最后终态温
8、度为T；(3) 水真空蒸发为同温、同压的气，设水在该温度时的饱和蒸气压为pH2(Xb303 K,100 kPa) H2O(g,303 KJOO kPa)(4)理想气体从功，匕，兀经不可逆过程达到仇，匕，T2，可设计几条可逆路线画岀示意图. 答：(1)囚四园等温可逆膨胀.(2)以无限小且无限缓慢的速度dT降温最终达到丁的终态，则此过程为可逆过程.图3-1 “內 M ,厂)空钊理A(加,V1,T2n(P2，匕，t2 )等温町逆H( P2 9V2 9 T2 )等压可逆 "/>! M T)-2,Vh.T2) IS M刀片翹业Y( P2 ,Vc, T型聖U S M, E) IS M，C)
9、仝泄丝D(p°,门)空空浊 U (化M,丁2)5. 判断下列恒温、恒压过程中滿值的变化，是大于零小于零还是等于零，为什么?(1) 将食盐放入水中；(2) HCKg)溶于水中生成盐酸溶液； NHCKs) NHs(g) + HCl(g)；(4) H2(g)+y()2(g) H2O(1)；(5) 1 dm'(N2，g) + l dm3(Ar.g) 2 dm3(Nz4-Ar,g)；(6) 1 dm3(N2 g) + l dn?(Ar,g) 1 dm3 (N2 4-Ar,g)；(7) 1 dm3(N2 *g)4l dm'(N2 g) 2 dmUMg);(8)1 dm3(N2g)
10、 + l dm3(N2,g) 1 dm3(N2,g). 答:盐溶解于水中，为放热过程Q<O,dS坐零,£<0.（2）同理,HCl（g）溶水中,Q<0,ASV0.（3）此化学反应过程为吸热过程Q>0,AS>0.（4）此化学反应过程为放热过程QV0,ASV09V7V2V（5）AS=ASn2 +科=R】n y+/?lny = 2Rln >0.（6）两气体的始态，经态未发生改变S=0.（7）同种气体等温等压下压缩前后状态未发生改变S=0.（8）S=nKln 彩=2Rn y<0.6. 在298 K和100 kPa时，反应戊（）（1） H2（g）+*（）z（g）的XGm>0.说明该反应不能自发进行但在实验室内常用电解水的方法制备氢气这两者有无矛盾？（2）请将Carnot循环分别表达在以如下坐标表示的图上：T- p. T-S,SVU-S, T- H答:这两者没有矛盾，压。一 H2（g）+*（）2（g）是指在隔离系统内，不做其他非膨胀功的条件 下400.实验室内用电解水的方法剔备氢气这个过程中存在电流做功的电功形式这一反应不是自 发进行的.（2）Carnet缩环表达坐标如图32.(4)图3-2