热力学第二定律习题 (2)

第二章热力学第二定律习题

一、填空题

1. H2O（l）在80℃，kPa下蒸发，状态函数（U、S、H、A、G）改变值不为零的有。

2.常压下，过冷水凝结成同温度的冰，则S体0，S总0。

任一不可逆过程回到始态，其体系S体0，S环0。

4.热温商Q/T经证明为状态函数，其积分值必与熵变相等。

5. 100℃，的水蒸气变成100℃，p的液体水，ΔS ______ 0, ΔG ______ 0。

6. 选择“>”、“<”、“=”

理想气体经节流膨胀，△S _____ 0，△G _____ 0.

二、选择题

1.

在等温等压下进行下列相变：

H2O (s,-10℃, p) = H2O (l,-10℃, p)

在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是适用的( )

(1) δQ/T= Δ

fus

S

(2) Q= Δfus H

(3) Δfus H/T= Δfus S

(4) －Δfus G = 最大净功

(A) (1)，(2)

(B) (2)，(3)

(C) (4)

(D) (2)

2.

纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则：( )

(A) Δvap U=Δvap H，Δvap F=Δvap G，Δvap S> 0

(B) Δvap U<Δvap H，Δvap F<Δvap G，Δvap S> 0

(C) Δvap U>Δvap H，Δvap F>Δvap G，Δvap S< 0

(D) Δvap U<Δvap H，Δvap F<Δvap G，Δvap S< 0

3. 1 mol液苯，在其标准沸点下蒸发，则（）保持不变：

（A）内能(B) 蒸汽压(C) 焓(D) 熵（E）体积（F）汽化热（G）A （H）G 4．H2（g）和O2（g）在绝热密闭钢瓶中反应生成水为零者是（）

（A）ΔU(B) ΔH (C) ΔS(D) ΔG

5.克劳修斯－克拉贝龙方程只适用于（）

(A) 水在25℃，1atm空气中蒸发

(B) 水在其标准沸点下蒸发达平衡

(C) 水在其冰点时的固液相平衡

(D)水在三相点时平衡

6.公式－ΔG＝W′适用于（）

(A) 孤立体系中的可逆过程

(B) 封闭体系等温等压下可逆过程

(C) 封闭体系恒温恒容过程

(E) 以上过程

7.100℃，105Pa 的水蒸气变成100℃，5×104Pa 的水蒸气，该过程的ΔG 与ΔA 的关系是（ ）

A.ΔG=ΔA=0

B.ΔG=ΔA<0

C.ΔG<ΔA

D.ΔG>ΔA.

8. 下列各式中，哪个是化学势（ ） A.j n p T i n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.,,j i T P n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ C.j n p T i n H ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.,,j

i T P n G n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 9. 在定温定压下，二组分混合形成理想溶液，下列哪个函数的变化值正确（ ）

A.ΔS=0

B.ΔV=0

C.ΔG=0

D.ΔA=0

10. 100℃，105Pa 的水蒸气变成100℃，5×104Pa 的水蒸气，该过程的ΔG 与ΔA 的关系是（ ）

A.ΔG=ΔA=0

B.ΔG=ΔA<0

C.ΔG<ΔA

D.ΔG>ΔA.

11.从热力学四个基本方程可导出V

U S ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭（ ）

（A ）T A V ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ （B ）P H S ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ （C ）S

U V ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ （D ）P G T ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ 12. 工作在100℃和25℃的两个大热源间的卡诺热机，其效率为( )

(A)20% (B)25% (C)75% (D)100%

13单原子理想气体的R )2/3(,v C m =，温度由Ｔ１变到Ｔ２时，等压过程体系的熵变P S ∆与

等容过程熵变V S ∆之比是：( )

（A ）１∶１ （B ）２∶１ （C ）３∶５ (D)５∶３

14. 下面诸式中不能称为基尔霍夫公式的是 ( )

（A ）m p p

m

C T H ,∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂ （B ）⎰∆+∆=∆21,12)()(T T m p m m dT C T H T H (C) ⎰∆+∆=∆21,12)()(T T m V m m dT C T U T U （

D ）p p

C T H =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 15. 一隔板两端，左边装有25℃、1×P θ、 O 2，右边装有25℃、1×P θ、 O 2，均视为理想气

体，当抽走隔板后，混合过程的ΔS 为

A 、·k -1

B 、0

C 、·k -1

D 、－·k -1

16. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误

( )

(A) Q =0 (B) W =0 (C) ΔU =0 (D) ΔH =0

三、计算题

1. 某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示：

lg(p /Pa) = - (T /K) （固体） (1)

lg(p /Pa) = - 1453/(T /K) （液体） (2)

试求其：

(1) 摩尔升华焓

(2) 正常沸点

(3) 三相点的温度和压力

(4) 三相点的摩尔熔化熵

2. 将 K,600 kPa 的1 mol N 2绝热可逆膨胀到100 kPa ，试求该过程的Q ,W ,ΔU ,ΔH ,ΔF ,ΔG ,ΔS ,ΔS

隔离。已知S m $

(N 2, K) = J·K -1·mol -1。设N 2为理想气体。

3. 将 1mol ，298K 的 O 2(g) 放在一敞口容器中，由容器外 K 的液态 H 2作冷却剂，使体系

冷却为 K 的 O 2(l)。已知 O 2在 K 时的摩尔汽化热为 kJ·mol -1，试计算该冷却过程中的体

系熵变、环境熵变和总熵变。

4. 苯的正常沸点为，在此温度压力下，1molC 6H 6(l)完全蒸发为蒸气，已知C 6H 6(l)的汽化热

为·mol -1，计算此过程的W 、ΔU 、Q 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。