热力学第二定律

热力学第二定律一．选择题1. 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2. 可逆机的效率为η，冷冻机的冷冻系数为β,则η和β的数值满足(a) η<1，β<1 (b) η≤l，β≤1(c) η<1，β>1 (d) η<1，β可以小于、等于、大于13. 热力学温标是以什么为基础的？(a) p→ 0 极限时气体的性质(b) 理想溶液性质(c) 热机在可逆运转的极限性质(d) 热机在不可逆运转的性质4. 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5. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程(a) 可以从同一始态出发达到同一终态(b) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(c) 不能断定 (a)、(b) 中哪一种正确(d) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定6. 第二类永动机的效率（a）等于零（b）等于∞（c）小于零（d）等于17. 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的改变值(4) 与过程有关的状态函数的改变值以上正确的是（a） 1,2 （b） 2,3（c） 2 （d） 48. 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9.∆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10. 已知某气相反应在T1= 400 K，p= 1.01325×106 Pa 时的热效应与T2= 800 K, p = 1.01325×106Pa 时的热效应相等，则两种条件下反应的熵变(a) Δr S m(T1) > Δr S m(T2) (b) Δr S m(T1) = Δr S m(T2)(c) Δr S m(T1) < Δr S m(T2) (d) 不能确定其相对大小11. 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12. 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13. 氮气进行绝热可逆膨胀（a）∆U＝０（b）∆S＝０（c）∆A＝０（d）∆G＝０14. 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 d S > 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)15. 1 mol范德华气体从T1，V1绝热自由膨胀至T2，V2,设定容热容C V为常数,则过程的熵变应为(a) ∆S=C V ln(T2/T1) (b) ∆S=nR ln[(V2-b)/(V1-b)](c) ∆S=C V ln(T2/T1)+nR ln[(V2-b)/(V1-b)] (d) ΔS=016. 环境的熵变等于(a)QTδ体环(b)QTδ-体环(c)QTδ体 (d)QTδ-环环17. 理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS 环应为：(a) ΔS体>0，ΔS环<0 （b）ΔS体<0，ΔS环>0(c) ΔS体>0，ΔS环=0 （d）ΔS体=0，ΔS环=018. 理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀；（2）多方过程(即既非绝热过程，也非等温过程)膨胀,达到同一体积V2，则过程(1)的熵变∆S(1)和过程(2)的熵变∆S(2)之间的关系是：（a）∆S(1) > ∆S(2) （b）∆S(1) < ∆S(2)（c）∆S(1) = ∆S(2)（d）两者无确定关系19. 理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定, 此变化中的体系熵变∆S体及环境熵变∆S 环应为：(a) ∆S体> 0 , ∆S环< 0 (b) ∆S体< 0 , ∆S环> 0(c) ∆S体> 0 , ∆S环= 0 (d) ∆S体< 0 , ∆S环= 0变化前后理想气体的温度不变,但体积减小,所以ΔS体< 0 ；若把体系和环境加在一起看作一个新的孤立体系,则经此变化后,孤立体系经历的是不可逆变化,所以：ΔS孤立 = ΔS体+ ΔS 环> 0 ；因此ΔS环> 0 。

20. 在－10℃，p 时，1mol过冷的水结成冰时，下述表示正确的是(a)∆G＜0，∆S体＞0，∆S环＞0，∆S孤＞0(b)∆G＞0，∆S体＜0，∆S环＜0，∆S孤＜0(c)∆G＜0，∆S体＜0，∆S环＞0，∆S孤＞0(d)∆G＞0，∆S体＞0，∆S环＜0，∆S孤＜021. 热力学第三定律可以表示为：(a) 在0 K时,任何晶体的熵等于零(b) 在0 K时,任何完整晶体的熵等于零(c) 在0 ℃时,任何晶体的熵等于零(d) 在0 ℃时,任何完整晶体的熵等于零22. H2和O2在绝热恒容的体系中生成水，则(a)Q=0，∆H＞0，∆S孤 = 0 (b)Q＞0，W = 0，∆U＞0(c)Q＞0，∆U＞0，∆S孤＞0 (d) Q=0，W = 0，∆S孤＞023. ∆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24. 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）∆G25. 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. 某一过程∆G = 0,应满足的条件是(a)任意的可逆过程(b)定温定压且只做体积功的过程(c)定温定容且只做体积功的可逆过程(d)定温定压且只做体积功的可逆过程28. 对于不做非体积功的封闭体系，下面关系式中不正确的是(a) (∂H/∂S)p= T (b) (∂A/∂T)V = -S(c) (∂H/∂p)S = V (d) (∂U/∂V)S = p29. 关于热力学基本方程d U=T d S-p d V, 下面的说法中准确的是（a）T d S是过程热（b）p d V是体积功（c）T d S是可逆热（d）在可逆过程中, p d V等于体积功, T d S即为过程热30. 可以直接用公式dH TdS Vdp=+进行计算的是（a） 90℃的水蒸汽在标准压力下凝聚为液态水（b）将1mol水蒸汽进行绝热可逆压缩（c）电解水制取氢气和氧气（d）氧气和氢气的混合气在一定条件下反应生成水气31. 某气体服从状态方程式pV m=RT+bp（b为大于零的常数），若该气体经等温可逆膨胀，其热力学能变化(∆U)为(a)∆U>0 (b)∆U<0(c)∆U=0 (d)不确定值32. 在物质的量恒定的S-T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为(∂S/∂T)V=X和 (∂S/∂T)p= Y，则在该点两曲线的斜率关系是(a) X < Y (b) X = Y(c) X >Y (d) 无定值33. 当温度恒定时，下述说法哪一个正确?（a）增加压力有利于液体变为固体（b）增加压力不利于液体变为固体（c）增加压力不一定有利于液体变为固体（d）增加压力与液体变固体无关34. 某纯物质的液体凝固时，液体的密度大于固体的密度，则该液体的凝固点随压力升高而（a）增大（b）减小（c）不变（d）无法确定其变化35. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种?二．计算题1. (1) 已知水在 50p ∃下沸点为 265℃，p ∃下沸点为 100℃，试比较： (a) 在 p ∃下，(b)在50 p ∃下，工作于水的沸点的蒸气机的理论效率。

假定低温热源温度均为 40℃。

(2) 在题 (1) 中，若两种情况下都要对外作功 1000 J ，则必须从高温热源吸热各多少？(3) 欲提高卡诺热机效率，是保持T 1不变、升高T 2好，还是保持T 2不变、降低T 1好？并说明理由。

2. 有一制冷机（冰箱），其冷冻体系必须保持在253K ，而其周围的环境温度为298K ，估计周围环境传入制冷机的热约为104 J.min -1，而该机的效率为可逆制冷机的50%，试求开动这一制冷机所需之功率。

3. 12克O 2从20℃被冷却到–40℃，同时压力从0.1MPa 变为6MPa ，求其熵变。

设O 2可作为理想气体， ,-1-129.16J K mol p mC =⋅⋅$。

4. 2mol 双原子理想气体从始态300K ，50dm 3，先恒容加热至400K ，再恒压加热至体积增大到100dm 3，求整个过程的,,,,Q W U H S ∆∆∆。

5. 5mol 单原子理想气体从始态300K ，50kPa ，先绝热可逆压缩至100kPa ，再恒压冷却使体积缩小至85dm 3，求整个过程的,,,,Q W U H S ∆∆∆。

6. N 2从20.0dm 3、2.00MPa 、474K 恒外压1.00MPa 绝热膨胀到平衡，试计算过程的∆S 。

已知N 2可看成理想气体。

7. 把 2 mol 水由 300 K ，1.013×105Pa 变为 310K ，40.530×105 Pa ，计算其熵变∆S 。

已知：水的-1-1,75.3J K mol p m C =⋅⋅ ; 33-11.810m m ol m V =⨯⋅ ， 压缩系数 α = 3.04×10-4K -1 。

忽略它们随温度的微小变化。

8. 知苯(C 6H 6)在101.325kPa 下于80.1℃沸腾，-1=30.878kJ.mol vap m H ∆。

液体苯的摩尔定压热容-1-1,142.7J.mol .K p m C =。