大学热力学第二定律Word下载.docx

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9101

用熵判据来判别变化的方向和平衡条件时,体系必须是____________,除了考虑_______的熵变外,还要考虑________的熵变。

0655

在隔离体系中，由比较的状态向比较的状态变化，是自发变化的方向，这就是的本质。

0656

卡诺认为：

”这就是卡诺定理。

0657

从热力学第定律证明的定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题的。

0671

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）4

0672

当封闭体系发生变化时,应该用_________________过程中的热温商来衡量它的变化值。

0673

从始态A经可逆过程到达终态B,则S=

Q/T）R,如果A和B两个平衡状态十分接近,dS=_____________________。

0674

（1）试由热力学第一定律和熵的定义推导:

dS=（1/T）（U/T）VdT+（1/T）[（U/V）T+p]dV

（2）利用上式计算1mol范德华气体在恒温下体积由V1可逆地变到V2时的U和G。

0675

理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变

及环境的熵变

应为：

（）

（A）

>

0，

=0（B）

<

=0

（C）

0（D）

0691

在绝热封闭条件下，体系的S的数值可以直接用作过程方向性的判据,S=0

表示可逆过程；

S>

0表示________；

S<

0表示__________。

0692

在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变：

（A）大于零（B）小于零

（C）等于零（D）不能确定

0693

下列四种表述：

（1）等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS=ΔH相变/T相变

（2）体系经历一自发过程总有dS>

0

（3）自发过程的方向就是混乱度增加的方向

（4）在绝热可逆过程中，体系的熵变为零

两者都不正确者为：

（）

（A）

（1），

（2）（B）（3），（4）

（C）

（2），（3）（D）

（1），（4）

0694

有三个大热源,其温度T3>

T2>

T1，现有一热机在下面两种不同情况下工作：

（1）从T3热源吸取Q热量循环一周对外作功W1，放给T1热源热量为（Q-W1）

（2）T3热源先将Q热量传给T2热源，热机从T2热源吸取Q热量循环一周,对外作功W2，放给T1热源（Q-W2）的热量

则上述两过程中功的大小为：

（）

（A）W1>

W2（B）W1=W2

（C）W1<

W2（D）W1≥W2

0695

求任一不可逆绝热过程的熵变ΔS时，可以通过以下哪个途径求得？

（A）始终态相同的可逆绝热过程

（B）始终态相同的可逆恒温过程

（C）始终态相同的可逆非绝热过程

（D）（B）和（C）均可

0696

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）从同一始态出发，不可能达到同一终态

（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

0697

将气体绝热可逆膨胀到体积为原来的两倍，此时体系的熵增加吗？

将液体绝热可逆地汽化为气体时，熵将如何变化？

0698

1mol单原子分子理想气体的始态为25℃和5×

101.325kPa。

（1）经绝热可逆膨胀过程,气体的压力变为101.325kPa，此过程的S1=0；

（2）在外压101.325kPa下，经恒外压绝热膨胀至气体压力为101.325kPa，

此过程的ΔS2>

0；

（3）将过程

（2）的终态作为体系的始态，在外压5×

101.325kPa下，经恒外压、绝热压缩至气体压力为5p，此过程的ΔS3>

0。

试问：

（A）过程

（1）和过程

（2）的始态相同，终态压力也相同，为什么熵的变化不同，即ΔS1=0，

ΔS2>

0，这样的结论是否有问题？

请论证之。

（B）过程（3）的始态就是过程

（2）的终态,过程（3）的终态压力就是过程

（2）的始态压力，为什么两者的ΔS都大于零，即ΔS2>

0，ΔS3>

0699

对于孤立体系中发生的实际过程，下列各式中不正确的是：

（A）W=0（B）Q=0

（C）ΔS>

0（D）ΔH=0

0700

一定量的气体在气缸内，

（1）经绝热不可逆压缩，温度升高，ΔS>

0；

（2）经绝热不可逆膨胀，温度降低，ΔS<

0。

两结论对吗？

0701

熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。

此结论对吗？

0702

体系由平衡态A变到平衡态B，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变，对吗？

0703

凡是ΔS>

0的过程都是不可逆过程，对吗？

0704

任何气体经不可逆绝热膨胀时,其内能和温度都要降低，但熵值增加。

对吗？

任何气体如进行绝热节流膨胀，气体的温度一定降低，但焓值不变。

0705

理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？

（）

（A）ΔH（B）ΔG

（C）ΔS（D）ΔU

0706

由于热功交换的，而在公式中引入的，这对于其它过程（包括化学过程）同样适用。

因而对所有的不可逆过程就找到了一个共同的判别准则。

0707

当一个不可逆过程发生之后，增加了，而的可用性减少了。

0708

牙齿的珐琅质可近似看作是由羟基–磷灰石化合物3Ca3（PO4）Ca（OH）2构成的。

已知羟基离子可被氟离子取代，生成3Ca3（PO4）CaF2，可存在于牙齿构造中使对龋齿有更大的抵抗力。

如果用氟化亚锡溶液加入牙膏中，使之发生上述变化是否可能。

已知：

ΔfG

[298K,CaF2（s）]=-1167kJ·

mol-1

ΔfG

[298K,Sn（OH）2（s）]=-492kJ·

[298K,Ca（OH）2（s）]=-899kJ·

E

=-0.14V

=2.87V

0709

H2–O2燃料电池是用

的气体进行补充的。

在298K时，该电池释放的功率为1kW。

已知燃料消耗的速度相同，估算363K时电池输出的功率。

（忽略体积功，在温度变化不大时，

ΔfH

[H2O（l）]和ΔfG

[H2O（l）]可视作常数）

ΔfH

[298K,H2O（l）]=-285kJ·

[298K,H2O（l）]=-237kJ·

0731

将一玻璃球放入真空容器中，球中已封入1molH2O（l）（101.3kPa,373K），真空容器内部恰好容纳1mol的H2O（g）（101.3kPa,373K），若保持整个体系的温度为373K，小球被击破后，水全部汽化成水蒸气，计算Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF。

根据计算结果，这一过程是自发的吗？

用哪一个热力学性质作为判据？

试说明之。

已知水在101.3kPa，373K时的汽化热为40668.5J·

mol-1。

0733

p，100℃下，1molH2O（l）与100℃大热源接触，使水在真空容器中汽化为101.325kPa的H2O（g），设此过程的功为W，吸热为Q，终态压力为p，体积为V，用它们分别表示ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF，下列答案哪个是正确的？

（）

0734

请判断理想气体节流膨胀过程中，体系的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG中哪些一定为零？

0735

请判断实际气体节流膨胀过程中，体系的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG中哪些一定为零？

0736

请判断实际气体绝热自由膨胀过程中，体系的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG中哪些一定为零？

0737

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

实际气体绝热自由膨胀，ΔU0，ΔS_____0。

0738

理想气体经节流膨胀，ΔS_____0，ΔG_____0。

0739

对实际气体的节流膨胀过程，有（）

（A）ΔH=0（B）ΔS=0

（C）ΔG=0（D）ΔU=0

0740

理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU_____，ΔS_____。

0742

H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程：

（A）ΔH=0（B）ΔU=0

（C）ΔS=0（D）ΔG=0

0743

（1）请写出Gibbs对热力学及化学热力学的八个贡献；

（只写出二个或二个以下者都不得分）

（2）将某纯物质的液体用活塞封闭在一个绝热的筒内，其温度为T0，活塞对液体的压力正好是该液体在T0时的蒸气压p0，假设该液体的物态方程为

Vm=V

×

｛1+（T-T0）-K（p-p0）｝

式中，V

是液体在T0，p0的摩尔体积，和K分别是膨胀系数和等温压缩系数，设它们都为常数。

将该液体经绝热可逆过程部分汽化，使液体的温度降到T，此时液体的蒸气压为p。

试证明液体所汽化的摩尔分数为：

x=（m/n）=（T/ΔvapHm）[Cp,m（l）ln（T0/T）-V

（p0-p）]

式中，n为汽化前液体的物质的量，m是变成蒸气的物质的量，Cp,m（l）为液体物质的摩尔定压热容，ΔvapHm是该物质在T时的摩尔汽化焓。

0744

选择正确答案，将其标号字母填入括号内。

理想气体恒压膨胀，其熵值如何变化？

（A）不变（B）增大

（C）减小（D）不能确定

0745

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格。

理想气体恒温可逆压缩，S_____0，G_____0。

0746

恒温恒压条件下，某化学反应若在电池中可逆进行时吸热，据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零？

（）

（A）ΔU（B）ΔH

（C）ΔS（D）ΔG

0747

在p，273.15K下水凝结为冰，判断体系的下列热力学量中何者一定为零？

0748

两种不同物质均为理想气体，它们的热容、物质的量及压力均相同，但温度分别为T1和T2，如果在总体积保持不变的条件下把它们绝热混合，试求熵变ΔS。

0749

一个理想热机在始态温度为T2的物体A和温度为T1的低温热源R之间可逆地工作，当A的温度逐步降到T1时，A总共输给热机的热量为Q2，A的熵变为ΔSA，试导出低温热源R吸收热量Q1的表达式。

0752

373K，2p的水蒸气可以维持一段时间，但这是一种亚稳平衡态，称作过饱和态，它可自发地凝聚，过程是：

H2O（g,100℃,202650kPa）

H2O（l,100℃,202650kPa）

求水的

Hm,

Sm,

Gm。

已知水的摩尔汽化焓

Hm为40.60kJ·

mol-1，假设水蒸气为理想气体，液态水是不可压缩的。

0754

下列表达式中不正确的是：

（A）（U/V）S=-p（适用于任何物质）

（B）dS=Cpdln（T/K）-nRdln（p/p）（适用于任何物质）

（C）（S/V）T=（p/T）V（适用于任何物质）

（D）（U/p）T=0（适用于理想气体）

0828

把2mol水由300K，1.013×

105Pa变为310K，40.530×

105Pa，计算其熵变ΔS。

已知：

水的Cp,m=75.3J·

K-1·

mol-1;

Vm=1.8×

103m3·

mol-1，压缩系数=3.04×

10-4K-1（忽略它们随温度的微小变化）。

0755

试求以下几种情况下体系的熵变，假设A，B均为理想气体，摩尔定压热容分别为Cp,m（A），Cp,m（B），且气体的混合是与外界绝热的。

（A）纯A（n,T,p,V）+纯B（n,T,p,V）

A,B混合气（T,p,2V）

（B）纯A（n,T,p,V）+纯B（n,T,p,V）

A,B混合气（T,2p,V）

（C）纯A（n,T,p,V）+纯A（n,T,p,V）

纯A（T,p,2V）

（D）纯A（n,T1,p,V）+纯A（n,T2,p,V）

纯A（T'

p,2V）

0756

一绝热容器正中有一无摩擦、无质量的绝热活塞，两边各装有25℃,101325kPa的1mol理想气体，Cp,m=（7/2）R，左边有一电阻丝缓慢加热（如图）,活塞慢慢向右移动,当右边压力为202650kPa时停止加热，求此时两边的温度T左，T右和过程中的总内能改变U及熵的变化S（电阻丝本身的变化可以忽略）。

0757

理想气体的atto循环由下面四个可逆步骤构成：

（A）气体绝热可逆压缩

（B）恒容升温，气体从环境吸热

（C）气体经绝热膨胀作功

（D）恒容降温回到原态

该循环过程的T－S图为：

0758

已知某可逆反应的（ΔrHm/T）p=0，则当反应温度降低时其熵变ΔrSm：

（A）减小（B）增大

（C）不变（D）难以判断

0759

理想气体等温（T=300K）膨胀过程中从热源吸热600J，所做的功仅是变到相同终态时最大功的1/10，则体系的熵变ΔS=__________J·

K-1。

0760

已知某气体的定容热容为CV=g+hT,其中g和h皆不是体积的函数，如果该气体服从范德华方程式，试求1mol气体从状态p1，V1，T1变化到状态p2，V2，T2时熵变S的表达式。

0761

某化学反应在等温、等压下（298K,p）进行，放热40000kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4000kJ。

（1）计算该化学反应的ΔrSm；

（2）当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变（即ΔrSm,体+ΔSm,环）

（3）计算体系可能做的最大电功为若干？

0762

若有两块同样的金属，温度不同，绝热下使两者接触最后达到温度均匀。

试用熵函数证明该过程为不可逆过程。

0763

在298.2K的等温情况下，两个瓶子中间有旋塞连通，开始时一瓶放0.2molO2,压力为0.2p。

另一瓶放0.8molN2，压力为0.8p，打开旋塞后，两气体相互混合，计算：

（1）终态时瓶中的压力；

（2）混合过程的Q，W，ΔmixU，ΔmixS，ΔmixG；

（3）如果等温下可逆地使气体恢复原状，计算过程的Q和W。

0764

1mol单原子分子理想气体始态为273K，p,分别经下列可逆变化,其吉布斯自由能的变化值各为多少？

（A）恒温下压力加倍

（B）恒压下体积加倍

（C）恒容下压力加倍

假定在273K，p下,该气体的摩尔熵为100J·

0765

将298.15K的1molO2从p绝热可逆压缩到6p，试求Q，W，ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS和

ΔS隔离。

已知Sm（O2,29815K）=205.03J·

0766

某气体状态的方程为（p+a/V2）V=RT,其中a是常数，在压力不很大的情况下,试求出1mol该气体从p1，V1经恒温可逆过程至p2，V2时的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS和ΔG。

0767

请计算1mol苯的过冷液体在-5℃,p下凝固的Δ

S和Δ

G。

已知-5℃时,固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为0.0225p和0.0264p；

-5℃，p时,苯的摩尔熔化热为9860kJ·



0768

水在100℃，p下沸腾时，下列各量何者增加？

（）

（A）熵（B）汽化热

（C）吉布斯自由能（D）蒸气压

0770

有一绝热、具有固定体积的容器，中间用导热隔板将容器分为体积相同的两部分,分别充以N2（g）和O2（g），如下图。

（1）求体系达到热平衡时的ΔS；

（2）达热平衡后将隔板抽去，求体系的ΔmixS；

N2，O2皆可视为理想气体，热容相同，CV,m=（5/2）R。

0772

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

0774

一体系经过A,B,C三条不同的途径由同一始态出发至同一终态。

其中A,B为可逆途径，C为不可逆途径，则下列有关体系的熵变ΔS的七个等式为：

（QA，QB，QC分别为三过程中体系吸的热）

其中错误的是：

（A）（5），（6）

（B）

（1），（4）

（C）

（2），（3）

（D）（5），（7）

0775

在横线上填上＞、＜、＝或？

（？

代表不能确定）。

水在373.15K和101325kPa下通过强烈搅拌而蒸发，则

（A）ΔS______Q/TQ为该过程体系吸收的热量

（B）ΔF______-W

（C）ΔF______-Wf（忽略体积变化）

（D）ΔG______-Wf

0776

在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是:

（A）ΔU=0（B）ΔF=0

0777

若摩尔定容热容CV,m与温度无关，试证：

（1）物质的量为n的范德华气体从T1,V1

T2,V2时熵变

ΔS=nCV,mln（T2/T1）+nRln[（V2-nb）/（V1-nb）]

（2）范德华气体绝热可逆过程方程式为

T（V-nb）R/CV,m=常数

0778

已知25℃时，水的标准摩尔生成吉布斯自由能为-237.19kJ·

在25℃，101325kPa下，用2.200V的直流电使1mol水电解变成101325kPa的氢和101325kPa的氧，放热139kJ。

求该反应的摩尔熵变。

0779

人体活动和生理过程是在恒压下做广义电功的过程。

问1mol葡萄糖最多能供应多少能量来供给人体动作和维持生命之用。

葡萄糖的ΔcH

（298K）=-2808kJ·

mol-1,S

（298K）=288.9J·

mol-1，

CO2的S

（298K）=213.639J·

mol-1；

H2O（l）的S

（298K）=69.94J·

mol-1，

O2的S

（298K）=205.029J·

0781

2mol苯和3mol甲苯在25℃和101325kPa下混合，设体系为理想液体混合物，求该过程的Q，W及ΔmixU，ΔmixH，ΔmixH，ΔmixF，ΔmixG。

0782

在下列结论中正确的划“√”，错误的划“×

”。

当液态水和水蒸气达平衡时,

（1）在373.15K和