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 （ ）
-100kJ
2．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
2
211T 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 = 0
4．一定量理想气体与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 5K
3004.0kJ 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 = 0
6．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（ ）。
T
H 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 H
7．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 =（ ）；Δ
S 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> , < , =）。
?G < ?A ， ?U > ?H
9．下列过程中，系统的?U 、?S 、?G 何者为零：（1）理想气体向真空恒温自
由膨胀 （2）某一循环过程
（3）可逆相变过程
下列过程中，系统的?U 、?S 、?G 何者为零：（1）?U = 0 （2）?U = 0、?S =
0、?G = 0 （3）?G = 0
10. 克拉佩龙方程的应用条件是
克劳修斯-克拉佩龙方程的应用条件是
纯物质的任意两相平衡，纯物质的气-液或气-固两相平衡
11.液态2SO 的蒸汽压与温度的关系为
442.10K 7.1427-Pa lg 2
SO +=*T p RT H T A 303.2K 14257vap *?-=-，则其正常的沸点为（ ）K ，*?m vap H （ ）1-mol kJ ?.
262; 27.30
12. 1mol 单原子理想气体从同一始态体积的1V 开始，经历下列过程后变至110V ，
计算：
（a ）若经恒温自由膨胀，则S ?（ ）1-K J ?；
（b ）若经恒温可逆膨胀，则S ?（ ）1-K J ?；
（c ）若经绝热自由膨胀，则S ?（ ）1-K J ?；
（d ）若经绝热可逆膨胀，则S ?（ ）1-K J ?。
mol 1=n ，单原子理想气体，1V ?→?
2V 110V =，R C V 5.1m ,= （a ）恒温自由膨胀
()1-1-12K J 14.1910ln K J 314.8/ln ?=?==?V V nR S
（b ）恒温可逆膨胀
a S S ?=?
（c ）绝热自由膨胀
0,0=?==U W Q ，T 不变，故a S S ?=?
（d ）绝热可逆膨胀
0/2
1r ==??T Q S δ 或()
m ,/2112//V C R V V T T =所以()()0/ln /ln 1212m ,=+=?V V nR T T nC S V
二、选择题
1．若在两个不同温度的热源（T 1，T 2）间，用理想气体进行卡诺循环，其热机
效率为50％，当改用非理想气体进行循环时，其热机效率如何变化?(设均为
可逆) （ ）
A.减少
B.不变
C.增加
D.等于零
答案：B
2. 气体在节流膨胀过程中其熵值（ ）.
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D. 难以确定
答案：A
3．一气体经不可逆循环后，系统和环境的熵变是什么（ ）
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
答案：B
4．在383K ，p Θ下，1mol 过热水蒸气凝聚成水，则系统、环境及总的熵变为
（ ）
A. ?S 系 < 0 , ?S 环 < 0 , ?S 总 < 0;
B. ?S 系 < 0 , ?S 环 > 0 , ?S 总 > 0
C. ?S 系 > 0 , ?S 环 > 0 , ?S 总 > 0;
D. ?S 系 < 0 , ?S 环 > 0 , ?S 总 < 0
答案：B
5. 若一化学反应的 ?Cp = 0, 则反应的（ ）
A. ?H, ?S, ?G 都不随温度而变
B. ?H 不随温度变, ?S, ?G 随温度
变
C. ?H , ?S 不随温度变, ?G 随温度变
D. ?H, ?S, ?G 都随温度而变
答案：C
6. 设氢气和氮气均为理想气体，在下列等温混合过程中，其熵变?S 为多少
（ ）
1molH 2(10L)+1molN 2(10L) → (1molH 2+1molN 2)(20L)
A ．?S > 0 B. ?S < 0 C. ?S = 0 D. 无法计算
答案：A
7. 一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行, 在此过程中
（ ）
A. ?S(系) > 0, ?S(环) < 0
B. ?S(系) < 0, ?S(环) > 0
C. ?S(系) < 0, ?S(环) = 0
D. ?S(系) > 0, ?S(环) = 0
E. ?S(系) > 0, ?S(环) > 0
F. ?S(系) < 0, ?S(环) < 0
答案：B
8．在101..325kPa ，C ?-5条件下过冷水结冰，此过程的H ?（ ）；S ?( )；
G ?( )；amb S ?( )
A. >0
B.=0
C.<0
D. 无法确定
答案：C C C A
同样温度压力下，冰的有序度大于水的有序度；恒温恒压下过冷水结冰是自
发过程，由G 的判据可知0
amb >?-==?T
H T Q S 。 9．在真空密闭的容器中1mol C ?100，101.325kPa 的液体水完全蒸发为C ?100，
101.325kPa 的水蒸气，此过程的H ?（ ）；S ?( )； A ?( )；G ?( ) 。
A. >0
B.=0
C.<0
D.无法确定
答案：A A C B
此过程状态函数改变量与水在100℃,101.325kPa 下的蒸发过程状态函数改变量
完全相同。
10．1克-10℃的水凝固成-10℃的冰，其?S 为多少（ ）
A ． -80/273 +（0.49-1.00）ln263/273; B. 80/263
C. 80/273 +（0.49-1.00）ln263/273;
D.-80/263
答案：A
11. 25℃时将始态为a 的N 2和101.325kPa 的H 2分别放在体积相等、被隔板
隔开的两个室内，当拿开隔板，使两种气体等温混合时其吉布斯自由能G 如
何变化（ ）
A. 增大
B. 不变
C. 减小
D. 不确定
答案：C
12． 在101.325kPa, 101℃下水变为水蒸气, 系统的（ ）
A. ?G = 0
B. ?G < 0
C. ?G > 0
D. ?S =
Qp/374.15K E. Qp = 可逆相变热 F. ?H = Qp G.
?S(总) > 0 H. ?S(总) < 0 I. ?S(总) = 0
答案：BFG
13．系统经历一个不可逆循环后（ ）
A. 系统的熵增加
B. 系统吸热大于对外作功
C. 环境的熵一定增加
D. 环境内能减少
答案：C
14. 在 101.325 kPa 和 1℃时, 冰变为水, ?S(系) （ ）, ?S(环) （ ）, ?S(系)
+ ?S(环) （ ）, ?G(系)（ ） .
A. > 0
B. < 0
C. = 0
D. 不定
答案：ABAB
15. 100℃, 101.325 kPa 的H2O(l)在真空容器中蒸发为100℃, 101.325 kPa
的H2O(g), 该过程的（ ）
A. ?U = 0
B. ?G = 0
C. ?S = Q / 373.15K
D. ?H = Q
答案：B
16． 在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，系统终态温度升高，压力增大，
则此过程U ? （ ）H ?（ ）S ?( ) amb S ?( )
A. >0
B.=0
C.<0
D.无法确定
答案：B ；A ；A ；B
0>?=?p V H ；根据熵增原理，绝热不可逆过程0>?S 。
17. 理想气体在绝热条件下经恒外压压缩至稳定, 系统和环境的熵变应为
（ ） A. ?S(系) > 0, ?S(环) > 0 B. ?S(系) < 0, ?S(环) <
C. ?S(系) < 0, ?S(环) > 0
D. ?S(系) > 0, ?S(环) < 0
E. ?S(系) > 0, ?S(环) = 0
F. ?S(系) = 0, ?S(环) > 0
答案：E
18．下列哪一种物质在0K 的标准熵是0 （ ）
A ． 理想溶液 B. 理想液体 C. 理想气体 D. 完美晶体 答案：D
19．在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终态温度升高，体积增
大，则此过程W （ ） H ?（ ）S ?( ) G ?( )
A. >0
B.=0
C.<0
D.无法确定
答案：C ；B ；A ；C
0p ==?Q H ;()01122<+-=?-=?S T S T TS G
20.对于双原子分子的理想气体，()S V T ??/应等于（ ）
A ．V T 35 B. V T 52 C. T V 35 D. V
T 57- 答案：B
21．在C ?25时，Θ?m f G （石墨）（ ），Θ?m f G （金刚石）（ ）。
A. >0
B. =0
C. <0
D. 无法确定
答案：B ；A
22．对于理想气体，下列偏微分中，数值小于零的是（ ）
A ()p S H
??. b. ()s P H ?? c. ()T P G
?? d. ()T p S ??
答案：D
0
T V p S 23．加压的液态氨NH 3（l ）通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH 3（g ），则此过
程的U ?（ ）；H ?（ ）；S ?（ ）。
A. >0
B.=0
C.<0
D.无法确定
答案：C ；B ；A
()0112<+-=?-=?-?=?V p V p pV pV H U g ；节流膨胀过程0=?H ；0=Q ；
0>?S 。
三．简答题
1. 系统经一绝热不可逆过程由A 态变到B 态，其熵变为?S 1（如图），
能否经绝热可逆过程使系统由B 态再回到A 态？为什么？
不可逆?S 1
B
经一绝热不可逆过程由A 态变到B 态， ?S 1>0，即?S B >?S A ，若经绝热可逆过
程使系统由B 态再回到A ，则必须?S 2=0，即S B =S A ，∴不能进行
2．一反应在等温等压下自发进行，其m r H ?< 0 ，则反应的?S 也小于零。
正确与否，解释之。
等温等压下自发进行，则m r G ?< 0，而?G = ?H - T ?S < 0，?S >?H / T 即可，
不一定?S 必须小于零。
3. 指出下列公式适用范围:
（1）1
2121221ln ln ln ln T T C V V nR T T C p p nR S V p +=+=? （2） dU = TdS - pdV
（3） ?G = ?Vdp
（4） S
p H ???? ???? = T p G ???? ???? （5） 2ln RT
H dT p d m Vap ?= （1）理想气体从始态p 1、V 1、T 1经历任何过程到达终态p 2、V 2、T 2。
（2）封闭系统平衡态，不作非体积功的一切过程。（3）封闭系统平衡态，不作
非体积功，且恒温过程 （4） 封闭系统平衡态，不作非体积功（5） 蒸
发过程，气体为理想气体
4. 请画出卡诺循环在下列坐标上的示意图：
T T S
O P O S O V
U T
O S O H
T 2 1 T 1 2 S 2 3
3 4 4 3 1 4
O P O S O V
U T
3
4 3 4
O S O H
四．判断题——判断下列各题说法是否正确，并简要说明原因.
（1）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。
（2）凡熵增加过程都是自发过程。
（3）不可逆过程的熵永不减少。
（4）系统达平衡时熵值最大，自由能最小。
（5）某系统当内能、体积恒定时，?S <0的过程则不能发生。
（6）某系统从始态经一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，可以设计一个绝热可逆过程，从同一始态出发到达同一终态。
（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了。
（8）绝热循环过程一定是个可逆循环过程。
（1）不可逆过程一定是自发的（错，如不可逆压缩并非自发过程），而自发过程一定是不可逆的（对）（2）错，必须是在孤立系统中凡熵增加的过程都是自发过程（3）错，必须是在孤立系统中才成立（4）错，缺少前提条件，绝热系统或孤立系统中达平衡时熵值最大，恒温恒压不作非膨胀功的前提下，系统达达平衡时自由能最小。（5）错，由公式dU=TdS-pdV，当U、V恒定时，dS=0，?S <0的过程则不能发生。但上述公式必须在组成不变的封闭系统，W`=0的条件下才能适用。（6）错，因为根据熵增原理，绝热不可逆过程?S >0，而绝热可逆过程的?S = 0，从同一始态出发，经历一个绝热不可逆过程后的熵值和经历一个绝热可逆过程后的熵值永不相等，故不可能达到同一终态。（7）对，仍在绝热系统中，永远回不到原来状态。（8）对，因为绝热系统中如果发生一个可逆变化，?S = 0，发生一个不可逆变化，?S >0。如果在循环过程中有一步不可逆，系统熵值就增加，便回不到原来状态。只有步步可逆，?S = 0，系统才能回到原态。
第四章
一、选择题
1. 在373.15K和101325Pa?下水的化学势与水蒸气化学位的关系为
(A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽)
(C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定
答案：A。两相平衡，化学势相等
2．下列哪种现象不属于稀溶液的依数性
(A) 凝固点降低（B）沸点升高
(C) 渗透压（D）蒸气压升高
答案：D。稀溶液的依数性之一为蒸气压下降。
3．98K时，A、B两种气体在水中的亨利常数分别为k1和k2，且k1＞k2，则当P1＝P2时，A、B在水中的溶解量C1 和C2 的关系为
(A) C1＞C2 (B) C1＜C2 (C) C1＝C2 (D) 不能确定
答案：B
4.涉及纯物质标准状态的下列说法中不正确的是
(A) 纯理想气体的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的状态
(B) 纯液体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯液体
(C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯固体
(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值都应相同
答案：D
5.关于亨利系数, 下面的说法中正确的<
(A) 其值与温度、浓度和压力有关
(B) 其值只与温度、溶质性质和浓度标度有关
(C) 其值与溶剂性质、温度和浓度大小有关
(D) 其值与温度、溶剂和溶质的性质及浓度标度等因素都有关
答案：D
6.定义偏摩尔量时规定的条件是
(A) 等温等压(B) 等熵等压
(C) 等温, 溶液浓度不变(D) 等温等压, 溶液浓度不变
答案：D
7.在恒温恒压下，理想液态混合物混合过程△mix V m（）；△mix H m（）；
△mix S m（）；△mix G m（）；△mix A m（）；。
A、＞0
B、＜0
C、=0
D、无法确定
答案：= = > < <
8.关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是
(A) 偏摩尔量的绝对值都可求算
(B) 系统的容量性质才有偏摩尔量
(C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关
(D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量
答案：B
9.关于偏摩尔量, 下面的叙述中不正确的是
(A) 偏摩尔量是状态函数, 其值与物质的数量无关
(B) 系统的强度性质无偏摩尔量
(C) 纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量
(D) 偏摩尔量的数值只能为整数或零
答案：D
10.在等质量的水、苯、氯仿和四氯化碳中分别溶入100g非挥发性物质Ｂ，已知它们的沸点升高常数依次是0.52, 2.6, 3.85, 5.02，溶液沸点升高最多的是
(A) 氯仿(B) 苯(C) 水(D)四氯化碳
T K b可以看出。
答案：D。由沸点升高公式?=
b b B
11.涉及溶液性质的下列说法中正确的是
(A) 理想溶液中各组分的蒸气一定是理想气体
(B) 溶质服从亨利定律的溶液一定是极稀溶液
(C) 溶剂服从拉乌尔定律, 其蒸气不一定是理想气体
(D) 溶剂中只有加入不挥发溶质其蒸气压才下降
答案：C
12.二元溶液，B组分的Henry系数等于同温度纯B的蒸汽压。按Raoult定律定义活度系数
(A)γ A > γ B(B)γ A = γ B = 1 (C)γ B > γ A(D) γ A≠γ B≠ 1
答案：B
13.两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若p*A > p*B ，则：
(A)y A > x A(B)y A > y B(C)x A > y A(D)y B > y A
答案：A
14.已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的量分数为：
(A)1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3
答案：C
15.若α，β两相中各含A和B两种物质，在相平衡时下列哪些关系式成立？
（1）μA(α)=μA(β) （2）μA(α)=μB(β) （3）μA(α)=μB(α)
（4）μB(α)=μB(β)
答案：1 4
16.温度为273K，压力为1?106Pa下液态水和固态水的化学势μ（l）和μ（s）之间的关系
（1）μ（l）> μ（s）（2）μ（l）= μ（s）
（3）μ（l）< μ（s）（4）无确定关系答（）
答案：3
17一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B，静置足够长时间后发现答（）
(1) A杯水减小，B杯水满后不在变化(2) A杯变成空杯，B杯水满后溢出
(3) B杯水减小，A杯水满后不在变化(4) B杯水减少至空杯，A杯水满后溢出
答案：2
18四杯含不同溶质相同浓度b=1mol?kg-1的水溶液，分别测定其沸点，沸点升得最高的是（1）Al2(SO4)3（2）MgSO4（3）K2SO4（4）C6H5SO3H 答（）
答案：1
19温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p A*，化学势为μA*，并且已知在101325Pa压力下的凝固点为T f*A，当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为p A、μA、T f，它们间的大小关系为
（1）p A*< p A，μA* < μA，T f*< T f （2）p A*> p A，μA* < μA，T f*< T f
（3）p A*< p A，μA* < μA，T f*> T f （4）p A*> p A，μA* > μA，T f*> T f
答案：4
20．373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa，液体B的饱和蒸气压为0.5?105Pa。设A和B 构成理想液体，则当A在溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数
（1）1 （2）1/2 （3）2/3 （4）1/3
答案：3
21．A、B两种液体完全不互溶。当A，B共存于同一容器中时，A的蒸气压
（1）与系统中A的摩尔分数成正比（2）与系统中A的摩尔分数无关
（3克-克方程
答案：2
二、填空题
1. 在恒温、恒压下，理想溶液混合过程的?mix V、?mix H、?mix S、?mix G物理量的
变化是大于、等于、还是小于零？
?mix V_____0、?mix H ______0、?mix S______0、?mix G______0
答案：?mix V=0、?mix H =0、?mix S >0、?mix G< 0
2.有1molNaCl 固体溶于20dm 3水中形成稀溶液，在温度T 下，试比较该溶
液的蒸气压p (H 2O)与p *(H 2O)x (H 2O)大小. p (H 2O)______ p *(H 2O)x (H 2O)
答案：解质解离， x (H 2O,实际)< x (H 2O,理想); ∴p (H 2O,实际)
3.在溶质为挥发性的理想溶液中，在温度为T 的气液平衡相中，溶剂A 在气相中的组成y A = 0.89，在液相中x A = 0.85，该温度时纯A 的蒸气压50kPa 。则溶质B 的亨利系数为 。
答案： p A *?x A =50kPa ?0.85=42.5kPa ；p A =p(总)?0.89 ∴p(总)=p A +p B = 47.75kPa ，
p B =47.75kPa-42.5kPa=5.25kPa= k x,B ? x B = (k x,B ?0.15) kPa ，k x,B =35 kPa
4. 已知二组分溶液中溶剂A 的摩尔质量为M A ,溶剂B 的质量摩尔浓度为b B ,则B 的摩尔分
数x B =( )。 答案：
5. 恒温恒压下的一切变化必然朝着化学势（ ）的方向自动进行
答案：减少
6.在25℃时，A 与B 两种气体均能溶于水形成稀溶液，且不解离、不缔合。若它们在水中溶解的亨利系数k c,A =2k c,B ,且测得两种气体同时在水中溶解达平衡时两者的平衡压满足B A p p 2=。则A 与B 在水中的浓度C A 与C B 之间的关系为C A /C B =( )。
答案：1
7. 在温度T时，某纯液体的蒸汽压为11732 Pa。当2mol不挥发性溶质溶于0.8mol该液体时，液体的蒸汽压为5333 Pa。假设蒸汽为理想气体，则该溶液中溶剂的活度a A=( ),活度因子f A=( )。
答案：0.4546 0.5683
8. 在288K时纯水的蒸汽压为1730.6Pa。当1mol不挥发性溶质溶解在4.559mol水中形成
溶液时，溶液的蒸汽压为596.7Pa。则在溶液及纯水中，水的化学势的差μ（H2O）-μ*（H2O）=( )。
答案：-2512.0
9. 一完全密闭的透明恒温箱中放有两个体积相同的杯子。往A、B杯中分别倒入少量1/3
体积的纯水和蔗糖溶液，并置于该恒温箱中。假设恒温箱很小，有少量水蒸发时就可以达到饱和。那么经足够长时间后，两杯中的现象为：A杯中（），B杯中（）。答案：水蒸发完、溶液体积达到2/3
10. 稀溶液的依数性有
三、简答题
1. 农田中施肥太浓时植物会被烧死，盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，试解释原因。答案：肥料在土壤中的浓度大于在植物中的浓度时，水分通过植物细胞膜从植物向土壤反渗透，致使植物枯萎，甚至“烧死”
2.理想溶液与理想气体一样，分子间无作用力，是一种假想的溶液模型？
答案：错。理想溶液分子间有作用力，只是同种分子与异种分子间作用力相等。而理想气体模型是假定分子间无作用力。实际上结构相近的异构体可近似看作理想溶液。
热力学第二定律练习题及答案
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 ’>G 和G <0，则此状态变化一定能发生。（ ） 9、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中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℃， kPa 下过冷的H 2O ( 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（ ）
物理化学热力学第一定律总结
热一定律总结 一、 通用公式 ΔU = Q + W 绝热： Q = 0，ΔU = W 恒容(W ’=0)：W = 0，ΔU = Q V 恒压(W ’=0)：W =-p ΔV =-Δ(pV )，ΔU = Q -Δ(pV ) → ΔH = Q p 恒容+绝热(W ’=0) ：ΔU = 0 恒压+绝热(W ’=0) ：ΔH = 0 焓的定义式：H = U + pV → ΔH = ΔU + Δ(pV ) 典型例题：3.11思考题第3题，第4题。 二、 理想气体的单纯pVT 变化 恒温：ΔU = ΔH = 0 变温： 或 或 如恒容，ΔU = Q ，否则不一定相等。如恒压，ΔH = Q ，否则不一定相等。 C p , m – C V , m = R 双原子理想气体：C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体：C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2 典型例题：3.18思考题第2,3,4题 书2.18、2.19 三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关 或 典型例题：书2.15 ΔU = n C V , m d T T 2 T 1 ∫ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU = nC V , m (T 2-T 1) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔU ≈ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU ≈ ΔH = nC p, m (T 2-T 1)
四、可逆相变（一定温度T 和对应的p 下的相变，是恒压过程） ΔU ≈ ΔH –ΔnRT (Δn ：气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变，如熔化、凝固、转晶等，则Δn = 0，ΔU ≈ ΔH 。 101.325 kPa 及其对应温度下的相变可以查表。 其它温度下的相变要设计状态函数 不管是理想气体或凝聚态物质，ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数，可以直接用C p,m 计算。 或 典型例题：3.18作业题第3题 五、化学反应焓的计算 其他温度：状态函数法 Δ H m (T ) = ΔH 1 +Δ H m (T 0) + ΔH 3 α β β α Δ H m (T ) α β ΔH 1 ΔH 3 Δ H m (T 0) α β 可逆相变 298.15 K: ΔH = Q p = n Δ H m α β Δr H m ? =Δf H ?(生) – Δf H ?(反) = y Δf H m ?(Y) + z Δf H m ?(Z) – a Δf H m ?(A) – b Δf H m ?(B) Δr H m ? =Δc H ?(反) – Δc H ?(生) = a Δc H m ?(A) + b Δc H m ?(B) –y Δc H m ?(Y) – z Δc H m ?(Z) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫
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。
物理化学第二章 热力学第一定律
第二章 热力学第一定律 一．基本要求 1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系 统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中 的, , Q W U ?和H ?的值。 3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学 第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中， , , , U H W Q ??的计算。 二．把握学习要点的建议 学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒 定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一 些基本概念。这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做 习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。 例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这 个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变 化的过程联系在一起。譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云， 降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说， “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的 名词，如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递 的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外， 其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之 间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种 形式变为另一种形式。同样，在环境内部传递的能量，也是不能称为功（或热） 的。例如在不考虑非膨胀功的前提下，在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、 燃烧甚至爆炸等剧烈变化，由于与环境之间没有热的交换，也没有功的交换，所 以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部，热力学能从一种形式变为
物理化学论文,热力学
物理化学论文 系别： 专业： 姓名： 学号： 班级：
热力学定律论文 论文摘要：本论文就物理化学的热力学三大定律的具体内容展开思考、总结论述。同时，也就物理化学的热力学三大定律的生活、科技等方面的应用进行深入探讨。正文： 一、热力学第一定律： 热力学第一定律就是宏观体系的能量守恒与转化定律。“IUPAC”推荐使用‘热力学能’，从深层次告诫人们不要再去没完没了的去探求内能是系统内部的什么东西”，中国物理大师严济慈早在1966年就已指出这点。第一定律是1842年前后根据焦耳等人进行的“功”和“热”的转换实验发现的。它表明物质的运动在量的方面保持不变，在质的方面可以相互转化。但是，没有多久，人们就发现能量守恒定律与1824年卡诺定理之间存在“矛盾”。能量守恒定律说明了功可以全部转变为热：但卡诺定理却说热不能全部转变为功。1845年后的几年里，物理学证明能量守恒定律和卡诺定理都是正确的。那么问题出在哪呢?由此导致一门新的科学--热力学的出现。 自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化中，能量的总量不变。其数学描述为：Q=△E+W，其中的Q和W分别表示在状态变化过程中系统与外界交换的热量以及系统对外界所做的功，△E表示能量的增量。 一般来说，自然界实际发生的热力学过程，往往同时存在两种相互作用，即系统与外界之间既通过做功交换能量，又通过传热交换能量。热力学第一定律表明：当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的增量等于在这个过程中外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的总和。或者说：系统在任一过程中所吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外界所作的功之和。热力学第一定律表达了内能、热量和功三者之间的数量关系，它适用于自然界中在平衡态之间发生的任何过程。在应用时，只要求初态和终态是平衡的，至于变化过程中所经历的各个状态，则并不要求是平衡态好或无限接近于平衡态。因为内能是状态函数，内能的增量只由初态和终态唯一确定，所以不管经历怎样的过程，只要初、终两态固定，那么在这些过程中系统内能的增量、外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的之和必定都是相同的。热力学第一定律是能量转化和守恒定律在射击热现象的过程中的具体形式。因为它所说的状态是指系统的热力学状态，它所说的能量是指系统的内能。如果考察的是所有形式的能量（机械能、内能、电磁能等），热力学第一定律就推广为能量守恒定律。这个定律指出：自然界中各种不同形式的能量都能从一种形式转化为另一种形式，由一个系统传递给另一个系统，在转化和传递中总能量守恒。能量守恒定律是自然界中各种形态的运动相互转化时所遵从的普遍法则。自从它建立起来以后，直到今天，不但没有发现任何违反这一定律的事实，相反地，大量新的实践不断证明着这一定律的正确性，丰富着它所概括的内容。能量守恒定律的确立，是生产实践和科学实验长期发展的结果，在长期的实践中，人们很早以来就逐步形成了这样一个概念，即自然界的一切物质在运动和变化的过程中，存在着某种物理量，它在数量上始终保持恒定。能量守恒定律的实质，不仅在于说明了物质运动在量上的守恒，更重要的还在于它揭示了运动从一种形态向另一形态的质的转化，所以，只有当各
高中物理-热力学第二定律练习题
高中物理-热力学第二定律练习题 1．热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( ) A．有的只遵守热力学第一定律 B．有的只遵守热力学第二定律 C．有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律 D．所有的都遵守热力学第一、第二定律 2．如图为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外,下列说法中正确的是( ) A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能 C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 3．(·大连高二检测)下列说法正确的是( ) A．机械能和内能的转化具有方向性 B．电能不可能全部转化为内能 C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能 4．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( ) A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一
段时间大米、小米不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩散到整杯水中,经过一段时间,墨水和清水不会自动分开 C．冬季的夜晚,放在室外的物体随气温的降低,不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．随着节能减排措施的不断完善,最终也不会使汽车热机的效率达到100% 5．(·课标全国理综)关于热力学定律,下列说法正确的是( ) A．为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 D．不可能使热量从低温物体传向高温物体 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 6. 用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。关于这一现象的正确说法是( ) A．这一实验过程不违反热力学第二定律 B．在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温 C．在实验过程中,热水的内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能 D．在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能
热力学第二定律习题
热力学第二定律习题 选择题 ．ΔG=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) 可逆绝热过程答案：A ．在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵 （A）不变(B)可能增大或减小(C)总是减小(D)总是增大 答案：D。因孤立系发生的变化必为自发过程，根据熵增原理其熵必增加。 ．对任一过程，与反应途径无关的是 (A) 体系的内能变化(B) 体系对外作的功(C) 体系得到的功(D) 体系吸收的热 答案：A。只有内能为状态函数与途径无关，仅取决于始态和终态。 ．氮气进行绝热可逆膨胀 ΔＵ＝０(B) ΔＳ＝０(C) ΔA＝０(D) ΔＧ＝０ 答案：B。绝热系统的可逆过程熵变为零。
．关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是 (A)ΔG≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立 (B)在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小 (C)在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生 (D)在等温等压下,一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生。 答案：A。因只有在恒温恒压过程中ΔG≤W'才成立。 ．关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的 (A)热不能自动从低温流向高温 (B)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化 (C)第二类永动机是造不成的 (D热不可能全部转化为功 答案：D。正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其它变化 ．关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是 (A) 该方程仅适用于液-气平衡 (B) 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡 (C) 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积 (D) 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体
热力学第二定律复习题及解答
第三章 热力学第二定律 一、思考题 1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？ 答： 前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。 2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢？ 答： 不矛盾。Claususe 说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。而冷冻机系列，环境作了电功，却得到了热。热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。 3. 能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs 自由能最小？ 答：不能一概而论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。等温、等压、不作非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs 自由能最小。 4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算？ 答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。 5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗？ 答： 说法正确。根据Claususe 不等式T Q S d d ≥，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则0d >S 。 6. 相变过程的熵变可以用公式H S T ??=来计算，这种说法对吗？ 答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式T H S ?=?来计算。 7. 是否,m p C 恒大于 ,m V C ? 答：对气体和绝大部分物质是如此。但有例外，4摄氏度时的水，它的,m p C 等于,m V C 。 8. 将压力为101.3 kPa ，温度为268.2 K 的过冷液体苯，凝固成同温、同压的固体苯。已知苯的凝固点温度为278.7 K ，如何设计可逆过程？ 答：可以将苯等压可逆变温到苯的凝固点278.7 K ： 9. 下列过程中，Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG 和ΔA 的数值哪些为零？哪些的绝对值相等？ （1）理想气体真空膨胀； （2）实际气体绝热可逆膨胀； （3）水在冰点结成冰；
热力学第二定律复习题及答案
热力学第二定律复习题集答案 1 理想气体绝热向真空膨胀，则： A.ΔS = 0，W = 0 C.ΔG = 0，ΔH = 0 D.ΔU = 0，ΔG = 0 2. 方程2 ln RT H T P m βα?=d d 适用于以下哪个过程?A. H 2O(s)= H 24Cl (s)= NH 3(g)+HCl(g) D. NH 4Cl(s)溶于水形成溶液 3. 反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe (s) 的?H 为正, ?S 为正（假定?r H ，?r S 与温度无关），下列说法中正确的是 ）: A. 低温下自发，高温下非自发； D. 任何温度下均为自发过程 。 4. 对于只作膨胀功的封闭系统 p T G ??? ???? 的值:A 、大于零； C 、等于零； D 、不能确定。 5．25℃下反应 CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)θH ?= - 90.6kJ ·mol -1，为提高反应的平衡产率，应采取的措施为 。 A. 升高温度和压力 B. D. 升高温度，降低压力 6．ΔA=0 的过程应满足的条件是: A. 逆绝热过程 B. 等温等压且非体积功为零的过程 C. 7.ΔG=0 A. 逆绝热过程 C. 等温等容且非体积功为零的过程D. 等温等容且非体积功为零的可逆过程 8.关于熵的性质 A. 环境的熵变与过程有关 B. D. 系统的熵等于系统内各部分熵之和 9. 在一绝热恒容的容器中, 10 mol H 2O(l)变为10 mol H 2O(s)时,: A. ΔS B. ΔG C. ΔH 10．在一定温度下，发生变化的孤立系统，其总熵 : A. 不变 B. C. 总是减小 11. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中: A. ΔS=0 U=0 12．在0℃、101.325KPa 下，过冷液态苯凝结成固态苯，) <0 D. △S + △S(环) <0 13. 理想气体绝热向真空膨胀，则： A. ΔS = 0，W = 0 C. Δ 14. ?T)V = -S C. (?H/?p)S 15.任意两相平衡的克拉贝龙方程d T / d p = T ?V H m m /?，式中?V m 及?H m V ?V m < 0，?H m < 0 ； C.；或? V m < 0，?H m > 0 16.系统进行任一循环过程 C. Q=0 17.吉布斯判据可以写作： T, p, W ‘=0≥0 D. (dG) T, V , W ‘=0≥0 18.亥姆霍兹判据可以写作： T, p, W ‘=0 T, p, W ‘=0≥0 D. (dA) T, V , W ‘=0≥0 19. 的液固两相平衡，因为 V m ( H 2m 2H 2O( l )的凝固点将： A.上升； C.不变； D. 不能确定。 20．对于不作非体积功的均相纯物质的封闭体系，下面关系始中不正确的是：A.T S H p =??? ???? B.S T A V -=??? ???? C.V p H S =???? ???? D. p V U S =??? ???? 21. 373.2 K 和101.325 kPa 下的1 mol H 2O(l)，令其与373.2 K 的大热源接触并向真空容器蒸发，变为373.2 K 和101.325 kPa 下的1 mol H 2O(g)， 对这一过程可以判断过程方向的是:A. Δvap S m （系统） B. Δvap G m D. Δvap H m （系统） 22. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率: ；D.100 %。 23．某体系进行不可逆循环过程时:A. ΔS(体系) >0， ΔS(环境)< 0B. ΔS(体系) >0， ΔS(环境) >0 C. ΔS(体系) = 0， ΔS(环境 24.N 2和O 2混合气体的绝热可逆压缩过程中:A. ΔU = 0 B. ΔA = 0 D. ΔG = 0 25.单组分体系，在正常沸点下汽化，不发生变化的一组量是:A. T ，P ，U B.H ，P ，U C. S ，P ，G 26.封闭体系中，W ’ = 0，恒温恒压下进行的化学反应，可用下面哪个公式计算体系的熵变: A. ΔS = Q P /T B. ΔS = Δ D. ΔS = nRTlnV 2/V 1 27.要计算298K ，标准压力下，水变成水蒸汽(设为理想气体)的ΔG ，需知道的条件是: A. m p C ?(H 2O 、l) 和m p C ? (H 2O 、g) B.水的正常沸点下汽化热Δ vap H m 及其熵变 D. m p C ? (H 2O 、l) 和m v C ? (H 2O 、g) 及Δvap H m 28.由热力学基本关系可以导出n mol 理想气体B 的()T S V ??为:A. nR/V B. –nR/P C. nR D. R/P 29. 在等温等压下，当反应的1m r mol KJ 5Δ-?= G 时，该反应: A. 能正向自发进行 B. D. 不能进行 30. 在隔离系统中发生一自发过程，则系统的ΔG 为:A. ΔG = 0 B. ΔG > 0 C. ΔG < 0
物理化学练习(热力学部分)
物化补考练习（一） 考察内容：第二、三单元 姓名： 一、选择题(12分) 1.常温常压下 1 mol H 2 与1 mol Cl 2在绝热钢瓶中反应生成 HCl 气体，则： A.0,0,0,0?=?=?G S H U r r r r B. 0,0,0,0??>?=?G S H U r r r r D. 0,0,0,0>?=?>?>?G S H U r r r r 2.单原子理想气体的 vm c =3/2 R ，当温度由 T 1变到T 2时，等压过程体系的熵 变与等容过程的熵变之比是 （ ） A.1:1, B.2:1, C.3:5, D.5:3 3.Ｑp ＝ΔH,不适用于下列哪个过程（ ） A.理想气体从 1×107Pa 反抗恒外压1×105Pa 膨胀到1×105Pa ， B.0℃、101325 Pa 下冰融化成水， C. 101325 Pa 下电解 CuSO 4 水溶液， D. 气体从298 K 、101325 Pa 可逆变化到 373K 、101325 Pa 。 4.某化学反应若在300K ，101325 Pa 下在试管中进行时放热 6×104J,若在相同条件下通过可逆电池进行反应，则吸热6×103J ，该化学反应的熵变ΔS 为（ ） A.-200 J ﹒K -1 B.200 J ﹒K -1 C.-20 J ﹒K -1 D.20 J ﹒K -1 二、填空题（12分） 1.1mol 单原子理想气体从 298K ，20 2.65 kPa 经历 ①等温可逆 ②绝热可逆 ③等压可逆 三条途径可逆膨胀，使体积增加到原来的二倍，系统对环境所做的功的净值分别为 W 1,W 2,W 3,三者的关系是： 2.某气体状态方程为 )(,)(V f T V f p =只是体积的函数，恒温下该气体的熵随体积 V 的增加而。 3.恒压下，无相变的单组分封闭系统的焓随温度的升高而 （ ）
第二章 热力学第二定律 复习题及答案
第二章 热力学第二定律 复习题及答案 1． 试从热功交换的不可逆性，说明当浓度不同的溶液共处时，自动扩散过程是不可逆过程。 答：功可以完全变成热，且是自发变化，而其逆过程。即热变为功，在不引起其它变化的条件下，热不能完全转化为功。热功交换是不可逆的。不同浓度的溶液共处时，自动扩散最后浓度均匀，该过程是自发进行的。一切自发变化的逆过程都是不会自动逆向进行的。所以已经达到浓度均匀的溶液。不会自动变为浓度不均匀的溶液，两相等体积、浓度不同的溶液混合而达浓度相等。要想使浓度已均匀的溶液复原，设想把它分成体积相等的两部分。并设想有一种吸热作功的机器先把一部分浓度均匀的溶液变为较稀浓度的原溶液，稀释时所放出的热量被机器吸收，对另一部分作功，使另一部分浓度均匀的溶液浓缩至原来的浓度（较浓）。由于热量完全转化为功而不留下影响是不可能的。所以这个设想过程是不可能完全实现，所以自动扩散是一个不可逆过程。 2． 证明若第二定律的克劳修斯说法不能成立，则开尔文的说法也不能成立。 答：证：第二定律的克劳修斯说法是“不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。”若此说法不能成立， 则如下过程是不可能的。把热从低温物体取出使其完全变成功。这功在完全变成热（如电热），使得高温物体升温。而不引起其它变化。即热全部变为功是可能的，如果这样，那么开尔文说法“不可能从单一热源取出热，使之全部变成功，而不产生其它变化”也就不能成立。 3． 证明：（1）在pV 图上，理想气体的两条可逆绝热线不会相交。 （2）在pV 图上，一条等温线与一条绝热线只能有一个相交点而不能有两个相交点。 解：证明。 (1).设a 、b 为两条决热可逆线。在a 线上应满足111K V P =γ ①， 在第 二条绝热线b 上应满足222K V P =γ ②且21K K ≠或V P V P γ-=??)( ， vm pm C C = γ不同种理想气体γ不同，所以斜率不同，不会相交。若它们相 交于C 点，则21K K =。这与先前的假设矛盾。所以a 、b 两线不会相交。 (2).设A 、B 为理想气体可逆等温线。(V P V P T - =??)(
物理化学课后答案-热力学第二定律
第三章 热力学第二定律 【复习题】 【1】指出下列公式的适用范围。 （1）min ln B B B S R n x ?=-∑; （2）12222111 ln ln ln ln P v p T V T S nR C nR C p T V T ?=+=+; （3）dU TdS pdV =-； （4）G Vdp ?=? （5）,,S A G ???作为判据时必须满足的条件。 【解】 （1）封闭体系平衡态，理想气体的等温混合，混合前后每种气体单独存在时的压力都相等，且等于混合后气体的总压力。 （2）非等温过程中熵的变化过程，对一定量的理想气体由状态A （P 1、V 1、T 1）改变到状态A （P 2、V 2、T 2）时，可由两种可逆过程的加和而求得。 （3）均相单组分（或组成一定的多组分）封闭体系，非体积功为0的任何过程；或组成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为0的可逆过程。 （4）非体积功为0，组成不变的均相封闭体系的等温过程。 （5）S ?：封闭体系的绝热过程，可判定过程的可逆与否； 隔离体系，可判定过程的自发与平衡。 A ?：封闭体系非体积功为0的等温等容过程，可判断过程的平衡与否； G ?：封闭体系非体积功为0的等温等压过程，可判断过程的平衡与否； 【2】判断下列说法是否正确，并说明原因。 （1）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的； （2）凡熵增加过程都是自发过程； （3）不可逆过程的熵永不减少； （4）系统达平衡时，熵值最大，Gibbs 自由能最小；
（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，S ?<0的过程不可能发生； （6）某系统从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，先在要在相同的始、终态之间设计一个绝热可逆过程； （7）在一个绝热系统中，发生了一个不可逆过程，系统从状态1变到了状态2，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了； （8）理想气体的等温膨胀过程，0U ?=，系统所吸的热全部变成了功，这与Kelvin 的说法不符； （9）冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源，这与Clausius 的说法不符； （10）p C 恒大于V C 。 【答】（1）不正确，因为不可逆过程不一定是自发的例如 可逆压缩就不是自发过程，但自发过程一定是不可逆的； （2）不正确，因为熵增加过程不一定是自发过程，但自发过程都是熵增加的过程；所以必须在隔离体系中凡熵增加过程都是自发过程。 （3）不正确，因为不可逆过程不一定是自发的，而自发过程的熵永不减少；所以必须在隔离体系中。不可逆过程的熵永不减少 （4）不正确。绝热体系或隔离体系达平衡时熵最大，等温等压不作非体积功的条件下，体系达平衡时Gibbs 自由能最小。 （5）不正确，因为只有当系统的U 和V 恒定非体积功为0时，S ?<0和S ?=0的过程不可能发生； （6）不正确，根据熵增加原理，绝热不可逆过程的S ?＞0，而绝热可逆过程的S ?=0，从同一始态出发经历一个绝热不可逆过程的熵值和经历一个绝热可逆过程的熵值永不相等，不可能达到同一终态。 （7）正确，在绝热系统中，发生了一个不可逆过程，从状态1变到了状态2，S ?＞0，S 2＞S 1，仍然在绝热系统中，从状态2出发，无论经历什么过程，体系的熵值有增无减，所以永远回不到原来状态了。 （8）不正确，Kelvin 的说法是不可能从单一的热源取出热使之变为功而不留下其它变化。
热力学第二定律试题
热力学第二定律试题 (一)填空题(每题2分) 1气体经绝热不可逆膨胀，S 0 ;气体经绝热不可逆压缩，S 0 。(填＞、＜、=，下同) 2. 1mol单原子理想气体从P i、V i、T i等容冷却到P2、V、T2,则该过程的U 0 ，S 0 ，W 0 3. 理想气体的等温可逆膨胀过程中，S_J , G 0 , U 0 , H 0 。(填＞、＜、=) 4. imol液态水在373K、P0下汽化为水蒸气，则S_0 , G_0 , U_0 , H_0。(填＞、＜、=) 5 ?热力学第二定律告诉我们只有___________ 过程的热温商才与体系的熵变相目等，而不可逆过程的热温商 体系的熵变。 6 ?在等温等压，不作其它功的条件下，自发过程总是超着吉布斯自由能________ 的方向进行，直到自由 能改变量为零就达到了___________ 态。 (二)单项选择题 (每题1分) 7?根据热力学第二定律的表述，下列说法错误的是( ) (A) 第二类永动机服从能量守恒原理(B) 热不能全部转化为功而不引起其他变化 (C) 热不能全部转化为功(D) 从第一定律的角度看，第二类永动机允许存在 &关于自发过程方向性的说法错误的是( ) (A) 功可以自发的全部转变成热，但热却不能全部转化为功而不留下其它变化 (B) 一切自发过程都是不可逆过程(C) 一切不可逆过程都是自发过程 (D) 功转变成热和其它过程一样具有方向性 9.工作在393K和293K的两个大热源的卡诺热机，其效率为( ) (A) 83% (B) 25% (C) 100% (D) 20% 10.在可逆循环过程中，体系热温商之和是() (A) 大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 不能确定 11 .理想气体等温可逆膨胀过程，( ) (A) 内能增加(B) 熵不变(C) 熵增加(D) 内能减 少 12 .某体系在始态A和终态B之间有两条途径：可逆I和不可逆H,此时有( ) 13. 下列说法错误的是( ) (A) 孤立体系发生的任意过程总是向熵增大的方向进行 (B) 体系在可逆过程中的热温商等于体系熵变(C) 不可逆循环过程的热温商小于熵变 (D)体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商 14. 热力学第二定律的表达式为dS》Q/T环，则( ) (A) 始、终态相同时，不可逆过程的熵变小于可逆过程的熵变 (B) 如果发生某一过程，体系的熵变与热温商相等，则该过程为不可逆过程 (C) 对于孤立体系，dS＞0 (D) 在某些情况，可能有dS w Q/T环 15 . 300K时，1mol理想气体由A态等温膨胀到B态，吸热，所作的功为A到B等温可逆膨胀功的1/3，则体系的S^( ) -1 -1 -1 -1 (A) ?K(B) J ?K(C) ?K (D) J ?K 16. 2mol单原子理想气体，等压由300K升温至600K,其S%( ) -1 -1 -1 -1 (A) J ?K(B) J ?K(C) J ?K (D) J ?K 17?在标准压力时，苯的沸点为，1molC6H(l )完全汽化为同温同压下的苯蒸气。已知苯的正常汽化热为?K -1则过程的S^( ) -1 -1 -1 -1 (A) S A=S B (B) Q i /T = Q n /T (C) S i= S n (D) S i = Q II
热力学第二定律思考题
1．自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗 答： 前半句是对的，但后半句是错的。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程就是一个不自发的过程。 2．空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与热力学第二定律矛盾呢 答： 不矛盾。Claususe 说的是：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。而冷冻机系列，把热从低温物体传到了高温物体，环境做了电功，却得到了热。而热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。 3．能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs 自由能最小 答：不能一概而论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。等温、等压、不做非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs 自由能最小。也就是说，使用判据时一定要符合判据所要求的适用条件。 4．某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算 答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态。所以只有设计一个除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。 5．对处于绝热钢瓶中的气体，进行不可逆压缩，这过程的熵变一定大于零，这说法对吗 答：对。因为是绝热系统，凡是进行一个不可逆过程，熵值一定增大，这就是熵增加原理。处于绝热钢瓶中的气体，虽然被压缩后体积会减小，但是它的温度会升高，总的熵值一定增大。 6．相变过程的熵变，可以用公式H S T ??=来计算，这说法对吗 答：不对，至少不完整。一定要强调是等温、等压可逆相变，H ?是可逆相变时焓的变化值（,R p H Q ?=），T 是可逆相变的温度。 7．是否,m p C 恒大于,m V C 答：对气体和绝大部分物质是如此。但有例外，4摄氏度时的水，它的,m p C 等于,m V C 。
热力学第二定律习题详解
习题十一 一、选择题 1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ] （A ）由绝热线、等温线、等压线组成的循环； （B ）由绝热线、等温线、等容线组成的循环； （C ）由等容线、等压线、绝热线组成的循环； （D ）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案：D 解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能实现的，故本题答案为D 。 2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于1。乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于2 1 1T T -。丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机的效率等于2 1 1T T - 。对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [ ] （A ）甲、乙、丙、丁全对； （B ）甲、乙、丙、丁全错； （C ）甲、乙、丁对，丙错； （D ）乙、丁对，甲、丙错。 答案：D 解：效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律，由此可以判断A 、C 选择错误。乙的说法是对的，这样就否定了B 。丁的说法也是对的，由效率定义式2 1 1Q Q η=-，由于在可逆卡诺循环中有2211Q T Q T =，所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于21 1T T -。故本题答案为D 。 3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，此过程中气体的 [ ] （A ）内能不变，熵增加； （B ）内能不变，熵减少； （C ）内能不变，熵不变； （D ）内能增加，熵增加。 答案：A 解：绝热自由膨胀过程，做功为零，根据热力学第一定律2 1V V Q U pdV =?+?，系统 内能不变；但这是不可逆过程，所以熵增加，答案A 正确。 4．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的[ ]
物理化学知识点总结(热力学第一定律)
热力学第一定律 一、基本概念 1、系统与环境 敞开系统:与环境既有能量交换又有物质交换的系统。 封闭系统:与环境只有能量交换而无物质交换的系统。(经典热力学 主要研究的系统) 孤立系统:不能以任何方式与环境发生相互作用的系统。 2、状态函数:用 于宏观描述热力学系 统的 宏观 参量,例如物质的量n、温度T、压强p、体积V等。根据状态函数的特点,我们把状 态函数分成:广度性质与强度性质两大类。 广度性质:广度性质的值与系统中所含物质的量成正比,如体积、质量、熵、热容等,这种性质的函数具有加与性,就是数学函数中的一次函数,即物 质的量扩大a倍,则相应的广度函数便扩大a倍。 强度性质:强度性质的值只与系统自身的特点有关,与物质的量无关,如温度,压力,密度,摩尔体积等。 注:状态函数仅取决于系统所处的平衡状态,而与此状态的历史过程无关,一旦系统的状态确定,其所有的状态函数便都有唯一确定的值。 二、热力学第一定律 热力学第一定律的数学表达式: 对于一个微小的变化状态为: dU= 公式说明:dU表示微小过程的内能变化,而δQ与δW则分别为微小过程的热与功。它们之所以采用不同的符号,就是为了区别dU就是全微分,而δQ与δW不就是微分。或者说dU与过程无关而δQ与δW却与过程有关。这里的W既包括体积功也包括非体积功。 以上两个式子便就是热力学第一定律的数学表达式。它们只能适用在非敞开系统,因为敞开系统与环境可以交换物质,物质的进出与外出必然会伴随着能量的增减,我们说热与功就是能量的两种传递形式,显然这种说法对于敞开系统没有意义。 三、体积功的计算 1、如果系统与环境之间有界面,系统的体积变化时,便克服外力做功。将一定量的气体装入 一个带有理想活塞的容器中,活塞上部施加外压。当气体膨胀微小体积为dV 时,活塞便向上移动微小距离dl,此微小过程中气体克服外力所做的功等于作用
热力学第二定律习题
第二章热力学第二定律（09级习题） 一、单选题 1、下列关于卡诺循环的描述中，正确的是（） A．卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是不可逆循环 B．卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是可逆循环 C．卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是不可逆循环 D．卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是可逆循环 2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（） A．83％ B.25％ C.100％ D.20％ 3、对于理想气体的等温压缩过程，(1)Q＝W、(2)ΔU＝ΔH、(3)ΔS＝0、(4)ΔS<0、(5)ΔS>0上述五个关系式 中，不正确的是（） A．(1) (2) B.(2) (4) C.(1) (4) D.(3) (5) 4、设ΔS1与ΔS2分别表示为n molO2(视为理气)，经等压与等容过程，温度从T升至2T时的熵变，则ΔS1/ΔS2 等于（） A．5/3 B.5/7 C.7/5 D.3/5 5、不可逆循环过程中，体系的熵变值（） A．大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定 6、对理想气体的自由膨胀过程，(1)Q＝ΔH、(2)ΔH>Q、(3)ΔS＝0、(4)ΔS>0。上述四个关系中，正确的是 （） A.(2) (3) B.(1) (3) C.(1) (4) D.(2) (4) 7、1mol理想气体从300K，1×106Pa绝热向真空膨胀至1×105Pa，则该过程（） A.ΔS>0、ΔG>ΔA B.ΔS<0、ΔG<ΔA C.ΔS＝0、ΔG＝ΔA D.ΔA<0、ΔG＝ΔA 8、孤立体系发生一自发过程，则（） A.ΔA>0 B.ΔA＝0 C.ΔA<0 D.ΔA的符号不能确定 9、下列过程中ΔG＝0的过程是( ) A.绝热可逆且W＇＝0的过程 B.等温等容且W＇＝0的可逆过程 C.等温等压且W＇＝0的可逆过程 D.等温且W＇＝0的可逆过程 10、－ΔG (T，p) > -W＇的过程是( )
物理化学 课后答案-热力学第一定律
第二章热力学第一定律 【复习题】 【1】判断下列说法是否正确。 （1）状态给定后，状态函数就有一定的值，反之亦然。 （2）状态函数改变后，状态一定改变。 （3）状态改变后，状态函数一定都改变。 （4）因为△U=Q v, △H =Q p，所以Q v，Q p是特定条件下的状态函数。 （5）恒温过程一定是可逆过程。 （6）汽缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则△H= Q p=0。 （7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量。 （8）系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若△T=0，则Q=0，无热量交换。 （9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H = Q p = 0。 （10）理想气体绝热变化过程中，W=△U，即W R=△U=C V△T，W IR=△U=C V△T，所以W R=W IR。 （11）有一个封闭系统，当始态和终态确定后； （a）若经历一个绝热过程，则功有定值； （b）若经历一个等容过程，则Q有定值（设不做非膨胀力）； （c）若经历一个等温过程，则热力学能有定值； （d）若经历一个多方过程，则热和功的代数和有定值。 （12）某一化学反应在烧杯中进行，放热Q1，焓变为△H1，若安排成可逆电池，使终态和终态都相同，这时放热Q2，焓变为△H2，则△H1=△H2。 【答】（1）正确，因为状态函数是体系的单质函数，体系确定后，体系的一系列状态函数就确定。相反如果体系的一系列状态函数确定后，体系的状态也就被惟一确定。（2）正确，根据状态函数的单值性，当体系的某一状态函数改变了，则状态函数必定发生改变。 （3）不正确，因为状态改变后，有些状态函数不一定改变，例如理想气体的等温变化，内能就不变。 （4）不正确，ΔH＝Qp，只说明Qp 等于状态函数H的变化值ΔH，仅是数值上相等，并