2热力学第二定律
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 dG=SdTVdpdnB ,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>DG和DG <0,则此状态变化一定能发生。( ) 9、绝热不可逆膨胀过程中DS >0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中DS <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DrH不随温度变化,则其DrS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DS= 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=( ) 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)DS1= DS2= DS3= DS4 (2)DS1= DS2, DS3= DS4=0(3)DS1= DS4, DS2= DS3 (4)DS1= DS2= DS3, DS4=04、1 mol理想气体经一等温可逆压缩过程,则:( )。 (1) DG > DA; (2) DG < DA; (3) DG = DA; (4) DG与DA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)DG (2)DU (3)DS (4)DH6、物质的量为n的理想气体等温压缩,当压力由p1变到p2时,其DG是:( )。(1) ; (2) ; (3) ; (4) 7、1 mol理想气体从相同的始态(p1,V1,T1)分别经绝热可逆膨胀到达终态(p2,V2,T2),经绝热不可逆膨胀到达,则T T2,V V2,S S2。(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、CV; (3) U、H、S、G; (4) U、H、Qp、QV。9、 在100, 101.325 kPa下有1 mol的H2O( 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H2O( g ),对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向?( )(1)DS (系统) (2)DS (系统)+D S (环境) (3)DG (4)DS (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)DH = 0; (2)DS = 0; (3)DA = 0; (4)DG = 011、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(碳钢); (3)S( 纯铁)= S(碳钢);12、非理想气体绝热可逆压缩过程的DS ( )(1)=0; (2)>0; (3)<0;13 、对封闭的单组分均相系统,且W=0时,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DG =47.318 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) DU<0 (3) Q>0 (4) W<0三、填空题1、等式 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()与不可逆绝热膨胀()至相同终态温度,(选择填>, <, =)则DU DU ,DS DS 。4、 1 mol理想气体从 p1=0.5 MPa 节流膨胀到 p2=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 。你认为,这个公式的正确表达式中,x应为 。7、热力学基本方程之一为dH= 。8、在732 K时,反应 NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g) 的 DrG=20.8 kJ·mol-1,DrH=154 kJ·mol-1,则该反应的DrS = 。9、绝热不可逆膨胀过程系统的DS 0,绝热不可逆压缩过程系统的DS 0。(选填 >,< 或 = )10、 熵增原理表述为 。11、在热源温度为534 K及305 K间工作的可逆热机,每一循环能作功135 J,求热机在每一循环过程中从高温热源吸取热量为 。12、在封闭系统中,无论发生何种不可逆绝热过程:(1)决不会出现系统的熵变DS(系统) 的现象;(2)环境的熵变DS(环)必然是 。 选填> 0 , 0,< 0, 0 或 = 0) 13、由克拉贝龙方程导出最常用的、最简单的克拉贝龙-克劳修斯方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(1) ;(2) ;(3) 。 14、已知某化学反应在25 的标准摩尔熵变为DrS(298 K),又知该反应的ånB Cp,m,B,则温度T时该反应的标准摩尔熵变DrS(T) =_。15、热力学基本方程dH=TdS+Vdp+mBdnB的适用条件为组成_变的_系统和_。四、计算题1、已知0冰的饱和蒸气压为0.611 kPa,其升华焓为2820 J·g-1,水汽的Cp,m=30.12 J·K-1·mol-1。若将0 时的1 g冰转变为150,10.13 kPa的水汽,系统的熵变为多少?设水汽为理想气体。已知H2O的摩尔质量M=18.02 g·mol-1。2、固态氨的饱和蒸气压为,液态氨的饱和蒸气压为。试求(1)三相点的温度、压力;(2)三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。3、 4 mol某理想气体,其CV,m = 2.5 R,由始态531.43 K,600 kPa,先等容加热到708.57 K,在绝热可逆膨胀至500 kPa的终态。求终态的温度。整个过程的DU及DS各为若干?4、设有2 mol单原子理想气体,其Cp,m = 2.5 R。由298.15 K及3 MPa的始态压力突然降到100 kPa绝热膨胀,作膨胀功2095 J,试计算系统的熵变DS。5、已知H2O(l)在298K时的饱和蒸气压为3168Pa,蒸发焓为44.01 kJ·mol-1,现有2 mol H2O(l)在298K、0.1 MPa下变为同温同压的水蒸气。计算此过程的DU, DH,DS, DG。 设蒸气可视为理想气体。6、在59时,过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0.460 MPa,同温度时固态CO2的饱和蒸气压为0.434 MPa,问在上述温度时,将1 mol过冷液态CO2转化为固态CO2时,DG为多少?设气体服从理想气体行为。7、 在70时CCl4的蒸气压为81.613 kPa,80时为112.43 kPa。计算:(1)CCl4的摩尔汽化焓;(2)正常沸点。8、1 mol理想气体在300 K下,等温可逆膨胀体积增加一倍,计算该过程的W,Q,DU,DH,DG,DA及DS。 9、1 mol水在100、101.325 kPa恒温恒压蒸发为同温同压下的水蒸气,然后将此水蒸气恒温可逆膨胀变为100、50 kPa的水蒸气,求此过程的Q,W,DU,DH,S,A和G 。已知水在100、101325 Pa下的DvapHm为40.67 kJ. mol-110、在0 附近,纯水和纯冰成平衡,已知0 时,冰与水的摩尔体积分别为0.01964 ´ 10-3 m3·mol-1和0.01800 ´ 10-3 m3·mol-1,冰的摩尔熔化焓为 DfusHm = 6.029 kJ·mol-1,试确定0时冰的熔点随压力的变化率dT / dp = ?11、在25时1 mol O2从1000 kPa自由膨胀到100 kPa,求此过程的DU,DH,DS,DA,DG(设O2为理想气体)。12、试求2mol,100,40KPa水蒸气变成100及100KPa的水时,此过程的H和S,G。设水蒸气可视为理想气体,液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为40670J mol-113、已知各物质在298.15K时的热力学函数数据如下: 物质C2H5OH(g) C2H4(g)H2O(g) -235.3052.283-241.80 282.0 219.45188.74 65.4443.5633.577对下列反应: C2H5OH(g) = C2H4(g) + H2O(g) 求此反应在398K时,标准压力下=1mol时的14、苯在正常沸点353K下的 苯(l)和苯(g)的分别为135.1和81.76 , 现将2mol的苯(g)在300K, 101.325KPa下全部等温等压冷凝为苯(l),求此过程的15、在恒熵条件下,将3.45mol的某双原子理想气体从15, 100kpa压缩到700kpa,然后保持容积不变降温至15,求此过程的五、证明题1、2、 试证明物质的量