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

W??(pV)?（ ）

-100kJ

2．在高热源T1和低温热源T2之间的卡诺循环，其热温熵之和循环过程的热机效率η=（ ）。 0，

Q1Q2 =（ ）。?T1T2T1?T2 T13． 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=（ ）。

5kJ?K-1 ?S?Qr?Wr600kJ???5kJ?K-1 TT0.4?300K5．1mol单原子理想气体从p1、V1、T1等容冷却到p2、V1、T2，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?H与?S的关系是（ ）；?H与Q的关系是（ ），计算?H所需要的热力学基础数据：

（ ）或者（ ）和（ ）。

?S??H；Q??H；乙醇在正常沸点下的蒸发焓?vapHm；乙醇液体在正常沸T??点下的标准摩尔生成焓?fHm；乙醇蒸气在正常沸点下的标准摩尔生成焓?fHm

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=（ ）；ΔSsys =（ ）；ΔSamb=( )。 -10kJ；0；33.33J?K-1

因为循环过程?U?Q?W?0；

8．298K气相反应CO（g）+ 1/2 O（g）= CO2（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

?pSO2态

SO2的蒸汽压与温度的关系为

??vapHA1427.7K14257K，则其正常的沸点为lg?-?10.442???PaTT2.303RT?（ ）K，?vapHm（ ）kJ?mol-1.

262; 27.30

12. 1mol单原子理想气体从同一始态体积的V1开始，经历下列过程后变至10V1，计算：

（a）若经恒温自由膨胀，则?S（ ）J?K-1； （b）若经恒温可逆膨胀，则?S（ ）J?K-1； （c）若经绝热自由膨胀，则?S（ ）J?K-1； （d）若经绝热可逆膨胀，则?S（ ）J?K-1。

n?1mol，单原子理想气体，V1???V2?10V1，CV,m?1.5R

（a）恒温自由膨胀

?S?nRln?V2/V1??8.314J?K-1ln10?19.14J?K-1 （b）恒温可逆膨胀

?S??Sa

（c）绝热自由膨胀

Q?0,W??U?0，T不变，故?S??Sa

（d）绝热可逆膨胀

?S???Qr/T?0

12或T2/T1??V1/V2?二、选择题

R/CV,m所以?S?nCV,mln?T2/T1??nRln?V2/V1??0

1．若在两个不同温度的热源（T1，T2）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?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（ ） 1molH2(10L)+1molN2(10L) ? (1molH2+1molN2)(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

?5?C条件下过冷水结冰，?S( )；?G( )；8．在101..325kPa，此过程的?H（ ）；

?Samb( )

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?G?0；?Samb?-QsysT???H?0。 T