热力学第二定律 习题

2024年3月17日发(作者：脚踝扭伤的四个恢复阶段)

四、概念题

（一） 填空题

1.在高温热源

T

1

和低温热源

T

2

之间的卡诺循环, 其热温熵之和

过程的热机效率







Q

1

Q

2





T

1

T

2



。循环



。



0

。





Q



2.任一不可逆循环过程的热温熵之和可以表示为











T



不可逆

3.在绝热密闭的刚性容器中发生某一化学反应,此过程的

S

sys



0

；

S



0

。

amb

4.系统经可逆循环后,

S

（ ）0, 经不可逆循环后

S

（ ）。（填>,=,<）。

5.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



；

S

sys





；

S

amb





。

6.下列过程的△U、△H、△S、△G何者为零？

⑴ 理想气体自由膨胀（ ）；

⑵ H

2

（g）和Cl

2

（g）在绝热的刚性容器中反应生成HCl（g）的过程( )；

⑶ 在0 ℃、101.325 kPa下水结成冰的相变过程（ ）。

⑷ 一定量真实气体绝热可逆膨胀过程( )。

⑸ 实际气体节流膨胀过程（ ）。

7.一定量理想气体与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

S



。

8. 1 mol O

2

(p

1

,V

1

,T

1

)和1 mol N

2

(p

1

,V

1

,T

1

)混合后，总压为2 p

1

，总体积为V

1

，温度为

T

1

，此过程的△S（ ）0（填＞，＜或＝，O

2

和N

2

均可看作理想气体）。

*

9.热力学第三定律用公式表示为：

S

m







。

10. 根据 dG =

－

SdT+Vdp可知任一化学反应的





Δ

r

G

m



（1）



；





（ ）

p



T





Δ

r

G

m



（2）



；





（ ）

T



P





Δ

r

V

m



（3）



。





（ ）

T



P



S



11.某理想气体在500 K、100 kPa时,其



m





( )（要求填入具体数值和单位）。

p



T

$





r

S

m



12.任一化学反应的







T



p

$

不随



,因此一定温度范围内化学反应的



r

S

m

温度变化的条件是( )。



S



13. 一定量理想气体,恒温条件下熵随体积的变化率







V



T



S



气体,恒温条件下熵随体积的变化率







V



T

1 / 4



；一定量范德华



。

14. 1 mol双原子理想气体由始态370 K、100 kPa分别经①等压过程和②等容过程加热

到473 K，则在①、②两个过程中下列物理量的关系是：Q

1

（ ）Q

2

；W

1

（ ）W

2

；

△H

1

（ ）△H

2

；△S

1

（ ）△S

2

（填＞，＜或＝）。

15. 某气体的摩尔定压热容和摩尔定容热容分别为C

p,m

、C

V,m

。

⑴ 在S-T图上画出等压升温线和等容升温线；

⑵ 图中某温度下等压线与等容线斜率之比为（ ）。

16. 1 mol理想气体由始态Ⅰ（p

1

,V

1

,T

1

）分别经绝热可逆和绝热向真空膨胀至相同体积

V

2

，其相应的终态为Ⅱ（p

2

,V

2

,T

2

）及Ⅲ（p

3

,V

2

,T

3

），则在两个终态间的关系为T

2

（ ）T

3

；

p

2

（ ）p

3

；S

2

（ ）S

3

（填＞，＜或＝）。

17.已知25℃时Hg(l)的

V

m

1.48210

5

m

3

mol

1

,恒压热膨胀系数

1



V



10

-4

K

-1

。在恒温25℃时将1mol Hg(l)由100kPa加压到1100kPa，假设此



=1.82×

V



T



p



V



过程汞的体积变化可忽略不计，则此过程的△S =（ ）。

18.乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸气，此过程的△H与△S的关系式

( )； △H与Q的关系式( )；计算△H所需的热力学基础数据：( ),所依据

的公式形式为( )。

19. 指出下列各热力学关系式的成立条件：

⑴ △G

＝

△H

－

T△S （ ）；

⑵ dG

＝－

SdT＋Vdp ( )；

⑶

Δ

SnR

ln

V

2

( )。

V

1

20. 指出下列各关系式的应用条件：

(1) △G＝－W

＇

： （ ）；

(2) △S≥0 ( ＞0自发；＝0平衡)：（ ）；

(3)

dS

δ

Q

： ( )。

T

21. 1 mol理想气体经节流膨胀（即Joule-Tomson实验）压力自p

1

降低到p

2

，此过程的

△A（ ）0，△U（ ）0 ,（填＞，＜或＝）。

22. 在0 ℃、101.325 kPa下，液态水的摩尔熵（ ）冰的摩尔熵；液态水的摩尔吉

布斯函数（ ）冰的摩尔吉布斯函数（填＞，＜或＝）。

23. 2mol理想气体在300K下100 kPa压缩至1 MPa，并放热10 kJ，此过程的

ΔS





J



K

1



mol

1

ΔAnRTln



Vln



1

p/

2

p

24.表达式

QW'TΔSΔG



适用条件为

2

/V

1



nRT

（ ）。

（二）选择题

1. 理想气体与温度为T的大热源接触并作等温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同终态

的最大功的20%，则系统的熵变为（ ）。

(a) Q/T； (b)0； (c)5Q/T； (d)－Q/T

。

2.封闭系统中

W'0

时的等温等压化学反应，可用（ ）式来计算系统的熵变。

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