热力学第二定律问答题

热力学第二定律问答题

1．理想气体等温膨胀过程中，△U=0，Q= -W，即膨胀过程中系统所吸收的热全部变成了功，这是否违反热力学第二定律? 为什么?

2．由热力学原理说明，自同一始态出发，绝热可逆过程与绝热不可逆过程不可能到达同一末态。

3．判断下列说法是否正确，并说明原因。

(1) 在可逆过程中系统的熵值不变；

(2) 在任一过程中，△S=?2

1

/T

Q δ；

(3) 理想气体的任一绝热过程有pVγ=常数；

(4) d H =T d S+V d P仅能应用于可逆过程。

(5) l mol某纯理想气体，当其温度、内能及焓，皆具有确定的数值时，系统就具有确定的状态。

(6) 不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。

（7）在绝热系统中，发生一个不可逆过程从状态I→Ⅱ，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态。

(8) 某系统从始态经一个绝热不可逆过程到达终态，为了计算某些热力学函数的变量，可

以设计—个绝热可逆过程，从同一始态出发到达同一终态。

4．在什么条件下，下列等式才能成立？式中W指体积功。

Q= —W=ΔA= —ΔG=TΔS

5，理想气体等温可逆膨胀过程ΔS=nRln(V2/V1)>0。但根据熵判剧，可逆过程中ΔS=O，两种说法是否矛盾？

6．举例说明在什么过程中或在什么条件下有下列情况：

(1) ΔU=O；(2) ΔH=O；(3) ΔA=0；(4) ΔG=0；(5) ΔS=0。

7．理想气体由P1等温膨胀到P2，则ΔG = nRT ln(p2/p1)。因为P2 < P1，所以ΔG < 0，因此可以判断此过程为自发过程。这种说法对吗?

8．理想气体在等温条件下进行自由膨胀。则此过程dU=0，—pdV=dW=O。根据基本关系式dU=TdS—pdV可知，TdS=0，所以此过程dS=0，即此过程熵不变。上述推理和结论是否正确?

9．100℃，101325 Pa的1 mol H2O(l) 向真空蒸发成100℃，101325 Pa的水蒸汽，求此过程的ΔG。该过程是否为可逆过程？该过程是否为等温等压过程？能否用Gibbs函数减少原理判断此过程的方向性? 能否用熵增加原理来判断? 并请加以说明。

10．对于下列每个过程，系统的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔA，何者为零？

(1) 非理想气体的卡诺循环；

(2) 非理想气体节流膨胀；

(3) 理想气体节流膨胀；

(4) H2 和O2 在绝热弹式容器中反应生成H2O；

（5）任何封闭系统经任何可逆过程到某一终态；

(6) 100℃，101325 Pa下，水汽化成水蒸气；

(7) H2 (g) 和O2 (g) 在绝热的刚性容器中反应生成H2O；

11．回答下列问题：

(1) 欲提高卡诺机效率，可以增加两个热源的温差，若增加温差为ΔT，问是保持T1不变、

升高T2有利，还是保持T2不变、降低T1有利？

(2) 有人想利用大气层中不同高度的不同压力所造成的压力差来作功。这种设想有道理吗?为什么?

(3) 1mol温度为T的理想气体，经绝热不可逆膨胀，体积增加一倍，没有对外作功，问：

(a) 该气体的温度会不会改变? (b) 该气体的熵变为多少? (c) 环境熵有没有变化?

(4) 夏天将室内电冰箱门打开，接通电源紧闭门窗(设墙壁门窗均不传热)，能否使室内温度降低? 何故?

（5）在盛水槽中放置一个盛水的封闭试管，加热盛水槽中之水，使其达到沸点。试问试管中的水是否会沸腾?为什么?

12、判断下表中各过程的函数（>,<,=,或不能确定）

解题时注意以下几点：

1、试题中例如条件没有完全给足，遇到这种情况有两种可能：

(1)要求你本人记住一些基本数据，例如单原子的摩尔热容等。

(2)出题人想考你的能力，故意不给出某个条件，这时可加上条件进行运算

或写出算式即可。

2、简答或综合题

主要针对一些概念或现象进行解释，或者利用所学知识综合解决一些应用问题。具体例子如：热力学三大定律的数学表达式、语言描述和主要解决的问题及应用？