热力学第二定律练习题及问题详解

热力学第二定律练习题

一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×

1、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的( )

2、组成可变的均相系统的热力学基本方程d G=－S d T＋V d p＋d n B，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。（）

3、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。( )

4、隔离系统的熵是守恒的。（）

5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（）

6、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（）

7、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。( )

8、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>D G和D G <0，则此状态变化一定能发生。（）

9、绝热不可逆膨胀过程中D S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中D S <0。（）

10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。（）

11、如果一个化学反应的r H不随温度变化，则其r S也不随温度变化，（）

12、在多相系统中于一定的T，p下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。（）

13、在10℃，101.325 kPa下过冷的H2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。（）

14、理想气体的熵变公式只适用于可逆过程。（）

15、系统经绝热不可逆循环过程中S= 0，。（）

二、选择题

1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(¶A/¶T)V值是：（）

（1）大于零 （2） 小于零 （3）等于零 （4）不确定 2、 从热力学四个基本过程可导出V

U S ∂⎛⎫

⎪∂⎝⎭=（ ） (1) (2) (3) (4) T p S p

A H U G V S V T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫

⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 3、1mol 理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确？（ ） （1）D S 1= D S 2= D S 3= D S 4 （2）D S 1= D S 2， D S 3= D S 4=0 （3）D S 1= D S 4， D S 2= D S 3 （4）D S 1= D S 2= D S 3， D S 4=0 4、1 mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则：（ ）。 (1)

G > A ； (2) G < A ； (3) G = A ； (4) G 与A 无法比较。

5、理想气体从状态I 等温自由膨胀到状态II ，可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。（ ） （1）

G （2）U （3）S （4）H

6、物质的量为n 的理想气体等温压缩，当压力由p 1变到p 2时，其

G 是：（ ）。

(1)

； (2)

； (3)

； (4)

7、1 mol 理想气体从相同的始态（p 1，V 1，T 1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p 2，V 2，T 2），经绝热不可逆膨胀到达

，则T T 2，V V 2，S S 2。（选填 >， =， <）

8、若系统经历一个循环过程，则下列各组哪一组所包含的量其改变量均为零：（ ）

(1) U 、Q 、W 、H ； (2) Q 、H 、C 、C V ； (3) U 、H 、S 、G ； (4) △U 、△H 、Q p 、Q V 。

9、 在100℃, 101.325 kPa 下有1 mol 的H 2O( l )，使其与100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发，变为100℃，101.325 kPa 的H 2O( g )，对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向？（ ） （1）

S (系统) （2）S (系统)+ S (环境) （3）G （4）S (环境) )

10、液态水在100℃及101

325 kPa 下汽化成水蒸气，则该过程的（ ）。

（1）H = 0； （2）S = 0； （3）A = 0； （4）G = 0

11、一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是（ ）

（1）S （ 纯铁） > S （碳钢）； （2）S （ 纯铁）

S （ ）

（1）=0； （2）>0； （3）<0；

13 、对封闭的单组分均相系统，且W ’=0时，T

G p ⎛⎫

∂ ⎪∂⎝⎭的值应是（ ） （1）<0 （2）>0 （3）=0 （4）无法判断

14、10 mol 某理想气体，由始态300 K ，500 kPa 进行恒温过程的吉布斯函数变G =－47318 kJ 。

则其终态系统的压力为（ ）。 （1） 125 kPa ； （2） 75

0 kPa ； （3） 7

500 kPa ； （4） 25 kPa ）

15、 理想气体定温自由膨胀过程为（ ） (1) △S>0 (2)

U<0 (3) Q>0 (4) W<0

三、填空题

1、等式0T T

T U U H V p V ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫

=== ⎪

⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 适用于 。

2、 热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为 。

3、 1mol 理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（Ⅰ）与不可逆绝热膨胀（Ⅱ）至相同终态温度，（选择填>, <, =）则D U Ⅰ D U Ⅱ，D S Ⅰ D S Ⅱ。

4、 1 mol 理想气体从 p 1=0.5 MPa 节流膨胀到 p 2=0.1 MPa 时的熵变为 D

S = 。

5、使一过程的D S =0，应满足的条件是 。

6、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是 T

S nR x p ∂⎛⎫=-

⎪∂⎝⎭ 。你认为，这