热力学第二定律习题集
所以，传热过程的熵产可任取吸、放热物体为系统计算。
例5-10 某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，如图，
试判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆?
解：
Wnet Q1 Q2 Q1 Wnet Q2 10000kJ 4000kJ 14000kJ
方法1：设为热机循环
解：取系统如图，设1kg空气流入，x1kg热空气； x2kg冷空气流出，则流入系统之熵：
S 入
qm
cp
ln T1 T0
Rg
ln
p1 p0
流出系统之熵：
S出
qm x2
cp
ln TL T0
Rg
ln
pL p0
qm x1 cp
ln Th T0
Rg
环境温度（15 ℃）。设加热器维持370K不变，
求：1）加热过程总熵变及作功能力的损失； 2）冷却过程的作功能力损失； 3）全部过程的总熵变及作功能力损失。
解：过程中能量守恒，能质逐步蜕化
Q=mc(t2-t1) =110kg×4.187kJ/(kg·K) ×(50-15) ℃=16119.95kJ
16119.95kJ 电力 可用能：
例5-1 判断下列各情况的熵变是：
a）正；b）负；c）可正可负；d）其他
1）闭口系经历一可逆变化过程，系统与外界交换功量 10kJ，热量-10kJ，系统熵变 。“-”
2）闭口系经历一不可逆变化过程，系统与外界交换功 量10kJ，热量-10kJ，系统熵变 。“-”or”+”
3）在一稳态稳流装置内工作的流体经历一不可逆过程, 装置作功20kJ，与外界交换热量-15kJ，流体进出口 熵变。 “+”or”-”
1 TL Th
1
273K 293K
6.826%
Q2 3.35105 kJ
C
Wnet Q1
Wnet Wnet Q2
Wnet
C 1C
Qc
2.45104 kJ
例5-9
1kg p=0.1MPa，t1=20℃的水定压加热到90 ℃，若热源 R温度Tr恒为500K，环境温度T0=293K，求： 1）水的熵变 2）分别以水和热源R为系统求此加热过程的熵流和熵产
25.67kJ/kg 0 82.73kJ/kg
0.310
讨论： 该空气加热器热量利用率达90%，说明热量损失
不大，但是由于换热过程中，热量从350 ℃的蒸汽传递 给了温度低得多的空气，过程中热能的值不变，但随着
30%， 说明了能量品质的降低
例5-6 110kg水被一电加热器从15℃加热到50 ℃后又自然冷却到
第二定律的指导意义： 1）对热机理论的指导意义； 2）预测过程进行的方向； 3）指导节约能源。
例5-7 气缸内储有1kg空气，分别经可逆等温及不可逆等温，
由初态p1=0.1MPa，t1=27℃压缩到p2=0.2MPa，若不可逆 中空气的熵增及过程的熵流及熵产（空气取定比热，t0=27℃ 等温压缩过程中耗功为可逆压缩的120%，确定两种过程
4）在一稳态稳流装置内工作的流体流，经历一可逆过 程，装置作功20kJ，与外界交换热量-15kJ，流体进 出口熵变。 “-”
5）流体在稳态稳流的情况下按不可逆绝热变化，系统对 外作功10kJ，此开口系统的熵变。 不变
例5-2利用孤立系统熵增原理证明下述循环发动机是不可 能制成的: 它从167℃的热源吸热1000kJ向7℃的冷源 放热568kJ，输出循环净功432kJ。
R
2 cpdT 1T
R
cp
ln
T2 T1
4.1868kJ/(kg K) ln (90 273)K 0.897kJ/(kg K) (20 273)K
Tm
q s
293.0kJ/kg 0.897kJ/(kg K)
326.64K
2）取水为系统— 闭口系
s水 sf sg
例5-3 某项专利申请书上提出一种热机，它从167℃的热源
接受热量，向7℃冷源排热，热机每接受1000kJ热量， 能发出0.12kW·h的电力。请判定专利局是否应受理其申 请，为什么？
解：从申请是否违反自然界普遍规律着手
Wnet 0.12 3600 432kJ Q1 1000kJ
1 293K
83.76kJ/K
I T0Sg 2.45104 kJ
方法三
Qa T0Sice Qc 293K 3.35105 kJ 3.35105 kJ 273K 2.45104 kJ
方法四：在大气与冰块之间设一可逆卡诺机，利用卡 诺机排热化冰。
c
δQ Q1 Q2 T r Tr1 Tr 2
14000kJ 4000kJ 10kJ/K 0 700K 400K
不可能
设为制冷循环：
δQ Q1 Q2
Tr
Tr1 Tr 2
14000kJ 4000kJ 10kJ/K 700K 400K
符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循环
(273 25)K
所以此测试并不违反第二定律
例5-5某船用空气加热器，利用蒸汽加热助燃用空气。空气在定
压下流过其中，温度由20℃升高到160 ℃ ，设所用加热蒸 汽的平均温度为350 ℃ ，环境温度为20 ℃ ，若加热器效率 为90%，求该过程的效率。（空气定比热容）
解： ex h h0 T0 s s0 p p0
可用能 可用能损失
16119.95kJ 水内能增加
Qa=Q(1-T0/Tm) =906.75kJ
16119.95kJ 环境大气
0
I2= 3572.53kJ-906.75kJ =2665.8kJ
I3=906.5kJ
I=I1+I2+I3=12547.42kJ+2665.8kJ+906.5kJ=16119.72kJ 或 I=T0Sg
I T0Siso T0Sg 293K 83.76kJ/K 2.45104 kJ
方法二.取冰为系统—闭口系
Sice
Q T冰
3.35105 273
kJ/K
Sf
Q Tr
3.35105 293
kJ/K
Sg
Sice
Sf
3.35
105
kJ
1 273K
解：可逆等温压缩
s
cp
ln T2 T1
Rg
ln
p2 p1
Rg
ln 2
qR
RgT1 ln
p2 p1
RgT1 ln 2
sf
2 δq 1 Tr
2 δq qR 1 T0 T0
RgT1 T0
ln
2
Rg
ln
2
s sf sg sg s sf Rg ln 2 (Rg ln 2) 0
0
h cpT
T
p
s
cp
ln T0
Rg
ln
p0
ex
cp
T
T0
T0
ln
T T0
ex,1 0
ex,2
1.004kJ/(kg
K)
160
20
K
20
273
K
ln
(160 273)K (20 273)K
25.67kJ/K
过程中作功能力损失。（已知冰的融化热γ=335kJ/kg）
解：方法一
取冰、大气为系统—孤立系统
Q 1000kg 335kJ/kg
Sice
T冰
273K
3.35105 kJ/K 273
Sa
Q T0
3.35105 293
kJ/K
Siso Sice Sa 83.76kJ/K
否可靠?（环境温度t0=25 ℃）
解：取CO，O2，CO2及环境介质为系统——孤立系
1 CO+ 2 O2 =CO2
Siso
SCO2
SCO
1 2
SO2
S0
1mol 213.82J/(mol K) [1mol197.67J/(mol K) 0.5mol 205.16J/(mol K)] 283190J 863.4J/K 0
水：cp 4.1868kJ /(kg K) h cpt
解：1）定压加热 qp h wt h
q水 h2 h1 cp t2 t1 4.1868kJ/(kg K)90 20 C 293.0kJ/kg s水 2 δq 1T
2 δqr 1 T水
qr qr Tm q水 / s水
qr q水
sf s 0.897kJ/(kg K)
s热源
2 δq 1T
R
q Tr
293.0kJ/kg 0.586kJ/(kg K) 500K
sg s热源 sf
0.586kJ/(kg K) [0.897kJ/(kg K)] 0.311kJ/(kg K)
不可逆等温压缩：
由于初终态与可逆等温压缩相同
s Rg ln 2
qIR u wIR 1.2wR 1.2qR 1.2RgT1 ln 2
热力学第二定律(习题)
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例题
将1mol、298K 的O2(g) 放在一恒压容器中，由 容器外的 13.96K 的液态 H2作冷却剂，使体系 冷却为 90.19K 的 O2 (l)。已知 O2在 90.19K 时 的摩尔气化热为 6.820 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。
−1
∴∆G = ∆H − ∆(TS ) = ∆H − (T2 S2 − T1S1 ) = −29488 J
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例题
(C ) ∵ ∆S = nCv ,m ln(T2 T1 ) = 1.5 R ln 2 = 8.644 J ⋅ K −1 ∴ S 2 = S1 + ∆S = 108.6 J ⋅ K
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例题
1mol He(视为理想气体) 其始态为V1＝22.4 dm3， T1＝273K，经由一任意变化到达终态，P2＝202.65 kPa，T2＝303K。试计算体系的熵变。
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例题
解: 终态的体积为 V2= nRT2/P2=8.314×303/202.65 = 12.43 dm3 该过程中体系的熵变为: ∆S = nCV, m ln(T2/ T1)+nRln(V2/ V1) = n3/2 Rln(T2/ T1)+nRln(V2/ V1) =1×8.314×[3/2ln(303/273)+ln(12.43/22.4)] =-3.60 J·K-1
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例题
298.15K 时，液态乙醇的摩尔标准熵为 160.7J· K -1 ·mol -1，在此温度下蒸气压是 7.866kPa， 蒸发热为 42.635 kJ·mol-1。 计算标准压力PӨ下，298.15K 时乙醇蒸气的摩尔标 准熵。假定乙醇蒸气为理想气体。
热力学第二定律习题解析
第二章热力学第二定律习题一 . 选择题：1. 理想气体绝热向真空膨胀，则 ( )(A) △S = 0，W = 0 (B) △H = 0，△U = 0(C) △G = 0，△H = 0 (D) △U = 0，△G = 02. 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 (4) 与过程有关的状态函数以上正确的是（）(A) 1，2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 43. 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是：（）(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) △S > 0 (D) △H = 04. 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) 不可以达到同一终态(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5. 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) △G6. 在绝热恒容的反应器中，H2和 Cl2化合成 HCl，此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？ ( ) (A) △r U m (B) △r H m (C) △r S m (D) △r G m7. 在绝热条件下，用大于气筒内的压力，迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变为： ( ) (A) 大于零 (B) 等于零 (C) 小于零 (D) 不能确定8. H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程：（）(A) △H = 0 (B) △U = 0 (C) △S = 0 (D) △G = 09. 在 270K,101.325kPa 下，1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰，则体系及环境的熵变应为： ( )(A) △S体系 < 0 ，△S环境 < 0 (B) △S体系 < 0 ，△S环境> 0(C) △S体系 > 0 ，△S环境 < 0 (D) △S体系 > 0 ，△S环境 > 010. 1mol 的单原子理想气体被装在带有活塞的气缸中，温度是 300K，压力为 1013250Pa。
物理化学热力学第二定律例题
第三章 热力学第二定律引用参考资料（1） 天津大学物理化学习题解答（第五版）；（2）江南大学课件附带习题中选择题和填空题部分；（3）2001－山东大学－物理化学中的术语概念及练习；一、 填空题1．某热机循环一周，从高温热源吸收200kJ ，向低温热源放热100kJ ，则=∆-)(pV W （ ）-100kJ2．在高热源T 1和低温热源T 2之间的卡诺循环，其热温熵之和2211T Q T Q + =（ ）。
循环过程的热机效率η=（ ）。
0，121T T T - 3． 100℃、1大气压下的水，恒温恒压下蒸发成100℃、1大气压的水蒸气，则∆S （ ）0，∆G （ ）0。
∆S >0 、∆G = 04．一定量理想气体与300K 大热源接触做等温膨胀，吸热Q=600KJ ，对外所做功为可逆功的40%，则系统的熵变ΔS=（ ）。
1-K kJ 5⋅1-r r K kJ 5K3004.0kJ 600⋅=⨯=-==∆T W T Q S 5．1mol 单原子理想气体从p 1、V 1、T 1等容冷却到p 2、V 1、T 2，则该过程∆U （ ）0，∆S （ ）0，W （ ）0（填> , < , =）。
∆U < 0，∆S < 0，W = 06．乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸汽，过程的S H ∆∆与的关系是（ ）；Q 与H ∆的关系是（ ），计算H ∆所需要的热力学基础数据：（ ）或者（ ）和（ ）。
TH S ∆=∆；H Q ∆=；乙醇在正常沸点下的蒸发焓m vap H ∆；乙醇液体在正常沸点下的标准摩尔生成焓Θ∆m f H ；乙醇蒸气在正常沸点下的标准摩尔生成焓Θ∆m f H7．某一系统在与环境300K 大热源接触下经历一不可逆循环过程，系统从环境得到10KJ 的功，则系统与环境交换的热Q=（ ）；ΔS sys =（ ）；ΔS amb =( )。
-10kJ ；0；33.331-K J ⋅因为循环过程0=+=∆W Q U ；8．298K 气相反应CO （g ）+ 1/2 O （g ）= CO 2（g ），该反应的∆G ∆A∆U ∆H （填> , < , =）。
第一章 热力学第一、二定律试题及答案
第一章热力学第一定律一、选择题1．下述说法中,哪一种正确（）（A)热容C不是状态函数；（B)热容C与途径无关;(C）恒压热容C p不是状态函数；（D)恒容热容C V不是状态函数.2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是( ）（A）体系处于一定的状态，具有一定的内能；(B）对应于某一状态,内能只能有一数值不能有两个以上的数值；（C）状态发生变化,内能也一定跟着变化；（D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。
3．某高压容器中盛有可能的气体是O2，Ar，CO2, NH3中的一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体（)（A) O2 (B）Ar (C）CO2（D) NH34．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol-1，CO2（g）和H2O(l）标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol—1和—286 kJ·mol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（）（A）2839 kJ·mol—1（B）—2839 kJ·mol-1(C) 171 kJ·mol-1（D）-171 kJ·mol—15．已知反应的标准摩尔反应焓为，下列说法中不正确的是( ）。
（A)。
是H2O（g）的标准摩尔生成焓（B)。
是H2O（g）的标准摩尔燃烧焓（C). 是负值（D)。
与反应的数值相等6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（）(A) T ，P, n (B）U m, C p,C V(C）ΔH，ΔU，Δξ(D) V m，ΔH f,m(B）, ΔH c，m（B）7．实际气体的节流膨胀过程中,下列那一组的描述是正确的( ）(A）Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 （B）Q=0 ΔH〈0 ΔP> 0 ΔT>0(C) Q〉0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT〈0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP〈0 ΔT≠08．已知反应H2(g）+ 1/2O2(g）→H2O（l)的热效应为ΔH，下面说法中不正确的是（）（A）ΔH是H2O(l)的生成热(B）ΔH是H2（g）的燃烧热(C) ΔH与反应的ΔU的数量不等（D）ΔH与ΔHθ数值相等9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（）（A) μJ-T> 0 (B) μJ-T〈0 （C）μJ-T = 0 （D）不必考虑μJ—T的数值10．某气体的状态方程为PV=RT+bP（b>0），1mol该气体经等温等压压缩后其内能变化为( ）（A）ΔU〉0 （B）ΔU <0 （C) ΔU =0 （D）该过程本身不能实现11．均相纯物质在相同温度下C V > C P的情况是( ）(A）（∂P/∂T)V<0 （B）(∂V/∂T)P〈0(C）（∂P/∂V)T〈0 （D) 不可能出现C V〉C P12．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度,体积和体系的焓变必定是（)（A) T可逆〉T不可逆，V可逆> V不可逆, ΔH可逆〉ΔH不可逆（B) T可逆〈T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆〈ΔH不可逆(C) T可逆〈T不可逆，V可逆> V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆（D) T可逆〈T不可逆，V可逆〈V不可逆, ΔH可逆〉ΔH不可逆13．1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽:（1)等温可逆蒸发，(2)真空蒸发。
第19章例题及练习题(2-热力学第二定律)
(D)如果不给定气体所经历的是什么过程, 则气体在
过程中对外净作功和净吸热的正负皆无法判断。
根据题意:始末态温度不变 Q E A A V 增加是否就一定膨胀对外作正功? 不一定。 反例:①等温自由膨胀过程,对外不作功!不吸热! A Q 0
P A
P
B
O
A＝Q 0
A
V O
A＝Q 0
2.系统内能增量一定等于系统从外界吸热；
3.不可能存在这样的循环，在其循环过程中外界
对系统做的功不等于系统传给外界的热量；
4.热机效率不可能等于1。
练习3 “理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量 全部转化为对外做功。”对此，正确的评论为： 1.不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；
第四节 热力学第二定律
练习1 热力学第一定律表明： 1.系统对外做功不可能大于系统从外界吸热； 2.系统内能增量一定等于系统从外界吸热；
3.不可能存在这样的循环，在其循环过程中外界
对系统做的功不等于系统传给外界的热量；
4.热机效率不可能等于1。
练习2 热力学第二定律表明： 1.系统对外做功不可能大于系统从外界吸热；
E C T T 1418J
V 2 1
弄清以下两个概念： (1)准静态过程是一种平衡过程, 平衡过程肯 定是准静态的。 (2)可逆过程不仅是一种平衡过程，而且过程
中不存在耗散(无摩擦)。
练习5 判断正误：
可逆热力学过程一定是准静态过程 准静态过程一定是可逆过程
不可逆过程就是不能向相反的方向进行
解：根据热力学第二定律的开尔文表述和不可逆过程 定义知(1)错(4)对，根据热机效率公式知(2)对，根据 热力学第二定律的克劳修斯表述知(3)错。
(3)热力学第二定律、习题课
5 5 Q1 = Qab + Qbc = PcVc + PcVc ln 2 = ( + ln 2) PcVc 4 4 7 Q2 = − Qca = PcVc 4 7 PcVc Q2 7 4 ∴ η =1− =1− =1− 5 Q1 5 + 4 ln 2 ( + ln 2) PcVc 4
4 ln 2 − 2 ≈ 6 00 = 4 ln 2 + 10
c
Qca = C P (Ta − Tc ) =
7 R(Ta − Tc ) 2 18 7 7 1 7 = Pa (Va − Vc ) = Pc ( Vc − Vc ) = − PcVc 2 2 2 4
36 V(升) 升
在整个循环过程中，系统从外界吸热和向界放热。 在整个循环过程中，系统从外界吸热和向外界放热。
§15.5、6 热力学第二定律 可逆与不 、 可逆过程 卡诺定理 一、可逆过程和不可逆过程
1、定义： 、定义： 一个系统经过一个过程 P 从一状态变化到另 一状态，如果存在一个过程使系统和外界 存在一个过程使系统和外界完全复 一状态，如果存在一个过程使系统和外界完全复 可逆的 否则是不可逆 不可逆的 原，则说明原过程 P 是可逆的，否则是不可逆的。 注意关键词 •判断的是原过程 判断的是原过程P 判断的是原过程 •系统和外界全复原 系统和外界全复原
A = Aab − Aca > 0
则系统从外界吸收净热量Q 则系统从外界吸收净热量 = A > 0
CV Q Qbc = ν CV (Tc − Tb ) = ν R(Tc − Tb ) R CV P ( Pc − Pb )Vb = a R 又 Pc < Pb ∴ Qbc < 0
又 Q Q = Qab + Qbc > 0
大学物理习题详解 热力学第二定律
©物理系_2012_09《大学物理AII 》作业 No.12 热力学第二定律一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ T ] 1．任何可逆热机的效率均可表示为：高低T T -=1η 解：P301，根据卡诺热机的效率[ F ] 2．若要提高实际热机的效率, 可采用摩尔热容量较大的气体做为工作物质。
解：P294-295，根据热机效率的定义吸净Q A =η，显然工作物质从高温热源吸收的热量越少，对外作的功越多，其效率越高。
根据热量的定义T C MmQ ∆=，温差一定的时候，摩尔热熔C 与热量成正比。
[ F ] 3．一热力学系统经历的两个绝热过程和一个等温过程，可以构成一个循环过程 解：P308题知循环构成了一个单热源机，这违反了开尔文表述。
[ F ] 4．不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程。
解：P303 [ T ] 5．一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，在此过程中A =0，Q =0，0=∆T ，0>∆S 。
解：P292，P313二、选择题：1．如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的a b c d a 增大为 a b ′c ′d a ，那么循环a b c d a 与a b ′c ′d a 所作的功和热机效率变化情况是： [ D ] (A) 净功增大，效率提高(B) 净功增大，效率降低(C) 净功和效率都不变 (D) 净功增大，效率不变 解：卡诺循环的效率121T T-=η只与二热源温度有关，曲线所围面积在数值上等于净功，所以净功增大，效率不变。
2．对于循环热机，在下面节约与开拓能源的几个设想中，理论上可行的是： [ B ] (A) 改进技术，使热机的循环效率达100%(B) 利用海面与海面下的海水温差进行热机循环作功 (C) 从一个热源吸热，不断作等温膨胀，对外作功 (D) 从一个热源吸热，不断作绝热膨胀，对外作功解：根据热力学第二定律，(A)是第二类永动机，是不可能制成的；(C)是单热源机；(D)是从热源吸热怎么作绝热膨胀。
大学物理化学 第二章 热力学第二定律学习指导及习题解答
3．熵可以合理地指定
Sm$
(0K)
0
，热力学能是否也可以指定
U
$ m
(0K)
0
呢？
答：按能斯特热定理，当温度趋于0K，即绝对零度时，凝聚系统中等温变化过
程的熵变趋于零，即
， 只要满足此式，我们就可以任意
选取物质在0K时的任意摩尔熵值作为参考值，显然 Sm$ (0K) 0 是一种最方便的
选择。但0K时反应的热力学能变化并不等于零，
（2）变温过程
A．等压变温过程 始态 A（p1,V1,T1） 终态 B（p 1,V2,T2）
S
T2
δQ R
T T1
T2 Cp d T T T1
Cp
ln
T2 T1
B．等容变温过程 始态 A（p1,V1,T1） 终态 B（p2,V1,T2）
S
T2
δQ R
T T1
C．绝热过程
T2 CV d T T T1
，所以不
能指定
U
$ m
(0K)
0
。
4．孤立系统从始态不可逆进行至终态S＞0，若从同一始态可逆进行至同
一终态时，则S＝0。这一说法是否正确？
答：不正确。熵是状态函数与变化的途径无关，故只要始态与终态一定S
必有定值，孤立系统中的不可逆过程S＞0，而可逆过程S＝0 是毋庸置疑的，
问题是孤立系统的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同
4．熵 （1）熵的定义式
dS δ QR T
或
S SB SA
B δ QR AT
注意，上述过程的热不是任意过程发生时，系统与环境交换的热量，而必须是在
可逆过程中系统与环境交换的热。
08热力学第二定律习题解答
第八章热力学第二定律一选择题1. 下列说法中，哪些是正确的( )（1）可逆过程一定是平衡过程；（2）平衡过程一定是可逆的；（3）不可逆过程一定是非平衡过程；（4）非平衡过程一定是不可逆的。
A. (1)、(4)B. (2)、(3)C.(1)、(3) D. (1)、(2)、(3)、(4)解：答案选A。
2. 关于可逆过程和不可逆过程的判断，正确的是 ( )(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程；(2) 准静态过程一定是可逆过程；(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；(4) 凡是有摩擦的过程一定是不可逆的。
A. (1)、(2) 、(3)B. (1)、(2)、(4) C. (1)、(4) D. (2)、(4)解：答案选C。
3. 根据热力学第二定律，下列哪种说法是正确的( )A．功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；B．热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；C．气体能够自由膨胀，但不能自动收缩；D．有规则运动的能量能够变成无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变成有规则运动的能量。
解：答案选C。
4 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后：( )A. 温度不变，熵增加；B. 温度升高，熵增加；C. 温度降低，熵增加；D. 温度不变，熵不变。
解：绝热自由膨胀过程气体不做功，也无热量交换，故内能不变，所以温度不变。
因过程是不可逆的，所以熵增加。
故答案选A 。
5. 设有以下一些过程，在这些过程中使系统的熵增加的过程是 ( )(1) 两种不同气体在等温下互相混合；(2) 理想气体在等体下降温；(3) 液体在等温下汽化；(4) 理想气体在等温下压缩；(5) 理想气体绝热自由膨胀。
A. (1)、(2)、(3)B. (2)、(3)、(4) C. (3)、(4)、(5) D. (1)、(3)、(5)解：答案选D。
二填空题1．在一个孤立系统内，一切实际过程都向着的方向进行。
第五章 热力学第二定律 习题
I T0 siso
200kg/h 1.01kJ/(kg K) 580K 399.86kJ/(K h) 293K
293K 399.86 220.54 kJ/(K h) 52540.76kJ/h 14.59kW
表明废气最充分利用仅有14.59kW，若机器全部可逆 方案可实现，但由于必存在不可逆性，因此方案不可实现
循环1231是多热源循环先求1t11260020k53125k873kln293kpppctctsc?012311293k110448553125kttt??12313254kjs044851459kjs1459kwtp取废气和大气为系统则isosss废气大气11g22lnln293200kgh101kjkgkln22054kjkh873mptpsqcrtp??????????废气表明废气最充分利用仅有1459kw若机器全部可逆方案可实现但由于必存在不可逆性因此方案不可实现方法200200kgh101kjkgk580k39986kjkh293kmpqctstt??大气0293k3998622054kjkh5254076kjh1459kwisoits??方法3根据焓的概念废气的焓即为可以从废气得到的最大有用功
873K 200kg/h 1.01kJ/(kg K) 600 20 K 293K 1.01kJ/(kg K) ln 293K
52542.9kJ/h 14.59kW
由于存在不可逆性实际机器W<Wu,max，故方案不现实。
s热机 0
siso 2.272kJ/K 2.027kJ/K 0.245kJ/K 0
所以该热机是不可能制成的
例5-3
试证明等熵线与同一条等温线不可能有两个交点。