内容发布更新时间 : 2024/12/23 17:28:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第二章 热力学第二定律练习题
一、判断题(说法正确否) : 1. 自然界发生的过程一定是不可逆过程。
2. 不可逆过程一定是自发过程。 3.熵增加的过程一定是自发过程。
4.绝热可逆过程的 ?S= 0 ,绝热不可逆膨胀过程的 ?S > 0,绝热不可逆压缩过程的 ?S< 0 。 5.为了计算绝热不可逆过程的熵变,可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6. 由于系统经循环过程后回到始态, ?S = 0 ,所以一定是一个可逆循环过程。 7. 平衡态熵最大。 8. 在任意一可逆过程中 ?S = 0 ,不可逆过程中 ?S > 0。 9. 理想气体经等温膨胀后,由于 ?U = 0 ,所以吸的热全部转化为功,这与热力学第二定 律矛盾吗 ? 10. 自发过程的熵变 ?S> 0 。
S
H 计算。
11. 相变过程的熵变可由 T 12. 当系统向环境传热时 (Q < 0) ,系统的熵一定减少。 13.一切物质蒸发时,摩尔熵都增大。
14.冰在 0℃,p 15. 自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16. 吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
S
H T
>0,所以该过程为自发过程。
17. 在等温、等压下,吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18. 系统由 V1 膨胀到 V2,其中经过可逆途径时做的功最多。
19.过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的,由基本方程可得 ?G = 0 。
20.理想气体等温自由膨胀时, 对环境没有做功, 所以 - pdV = 0,此过程温度不变, ?U = 0,代入热力学基本方程 dU = TdS - pdV,因而可得 dS = 0,为恒熵过程。 21. 是非题:
⑴“某体系处于不同的状态,可以具有相同的熵值” ,此话对否? ⑵“体系状态变化了,所有的状态函数都要变化” ,此话对否? ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点?
⑷ 自然界可否存在温度降低,熵值增加的过程?举一例。
⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀,体积由
计算该过程的熵变? 22.在 100℃、p 100℃、p
S
R ln
V V
2
V1 变到 V2,能否用公式:
S
R ln
V V
2 1
1mol 水与 100℃的大热源接触,使其向真空容器中蒸发成
?S、?S(环)。 的适用条件是什么?
23. 1 24. 指出下列各过程中,物系的 ?U、?H、?S、?A、?G 中何者为零? ⑴ 理想气体自由膨胀过程; ⑵ 实际气体节流膨胀过程; ⑶ 理想气体由 ( p1, T1)状态绝热可逆变化到 (p2, T2)状态; ⑷ H2 和 Cl2 在刚性绝热的容器中反应生成 HCl; ⑸ 0℃、p ⑹ 理想气体卡诺循环。 25.a mol A 与 b mol B 的理想气体,分别处于 (T, V, pA )与(T, V, pB)的状态,等温等容混合 为
(T, V, p)状态,那么 ?U、?H、?S、? A、?G 何者大于零,小于零,等于零? 26. 一个刚性密闭绝热箱中,装有 H2 与 Cl2 混合气体,温度为 298K,今用光引发,使其
化合为 HCl(g) ,光能忽略,气体为理想气体,巳知
f
H m (HCl) = - 94.56kJ m·ol
- 1
,试判断该
过程中 ?U、?H、?S、?A、?G 是大于零,小于零,还是等于零? 27. 在一绝热恒容箱内,有一绝热板将其分成两部分,隔板两边各有
0
0
1mol N 2,其状态分 Q、W、?U、?H、
别为 298K、p 与 298K、10p ,若以全部气体为体系,抽去隔板后,则 ?S 中,哪些为零? 二、单选题: 1.
S
H 适合于下列过程中的哪一个? T
(A) 恒压过程 ; (B) 绝热过程 ; (C) 恒温过程 ; (D) 可逆相变过程 。
2. 可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车:
(A) 跑的最快 ; (B) 跑的最慢 ; (C) 夏天跑的快 ; 3. 在一定速度下发生变化的孤立体系,其总熵的变化是什么? (A) 不变 ; (B) 可能增大或减小 ; (C) 总是增大 ; 4. 对于克劳修斯不等式
(D) 冬天跑的快 。
(D) 总是减小 。
dS
T Q
环
,判断不正确的是:
;
dS (A) dS (B) dS (C) dS (D)
Q T Q T Q T Q T
环
必为可逆过程或处于平衡状态 必为不可逆过程
;
环
必为自发过程 ;
环
违反卡诺定理和第二定律,过程不可能自发发生 。
环
5. 下列计算熵变公式中,哪个是错误的:
0 S (A) 水在 25℃、p 下蒸发为水蒸气:
; Q
dS
H T
G
;
(B) 任意可逆过程:
S
T
R
Q
环境
体
系
T
(C) 环境的熵变:
环
;
S
H 。 T
- 1
(D) 在等温等压下,可逆电池反应:
6. 当理想气体在等温 (500K) 下进行膨胀时,求得体系的熵变
1
?S = l0 J K ·
,若该变化中所
做的功仅为相同终态最大功的 (A) 5000 J ;
10
,该变化中从热源吸热多少?
(B) 500 J ; (C) 50 J ; (D) 100 J 。
H
T
V
7.1mol 双原子理想气体的 (A) 1.5R ;
是:
(C) 3.5R ;
(D) 2R 。
(B) 2.5 R ;
8. 理想气体在绝热条件下,在恒外压下被压缩到终态,则体系与环境的熵变:
(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 。
9. 一理想气体与温度为 T 的热源接触,分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一 终态,已知 W R
2WIr S Ir ;
,下列式子中不正确的是:
(B)
S体
S
(A)
S R
;
S
Ir
(C)
SR 2Q
Ir
T ;
R
(D)
S (等温可逆 )
总
S
环
0 , S
总
(不等温可逆 )
S体 S
环
0 。
dU
S
pdV T
10. 计算熵变的公式
(A) 理想气体的简单状态变化 (C) 理想气体的任意变化过程
适用于下列:
(B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过程 (D) 封闭体系的任意变化过程 ;
;
; ;
11. 实际气体 CO2 经节流膨胀后,温度下降,那么: (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 。 12.2mol 理想气体 B,在 300K 时等温膨胀, W = 0 时体积增加一倍,则其 (A) - 5.76 ;
(B) 331 ;
(C) 5.76 ;
? S(J ·K
-
1)为:
(D) 11.52 。
13. 如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是:
(A) 图⑴ ; (B) 图⑵ ; (C) 图⑶ ; (D) 图⑷ 。
14. 某体系等压过程 A→B 的焓变 ?H 与温度 T 无关,则该过程的: (A) ?U 与温度无关 ; (B) ?S 与温度无关 ; (C) ?F 与温度无关 ;
(D) ?G 与温度无关 。
15. 等温下,一个反应 aA + bB = dD + eE 的 ?rCp = 0 ,那么: (A) ?H T 无关, ?S T 无关, ?G T 无关 ; (B) ?H T 无关, ?S T 无关, ?G T 有关 ; (C) ?H T 无关, ?S T 有关, ?G T 有关 ; (D) ?H T 无关, ?S T 有关, ?G T 无关 。
16. 下列过程中 ?S 为负值的是哪一个: (A) 液态溴蒸发成气态溴 ; (B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H 2O(l) ; (C) 电解水生成 H2 和 O2 ;
(D) 公路上撤盐使冰融化
。
17. 熵是混乱度 (热力学微观状态数或热力学几率 (A) 同一种物质的
m
)的量度,下列结论中不正确的是:
g S
m
l S s
S
m
;
(B) 同种物质温度越高熵值越大 ; (C) 分子内含原子数越多熵值越大 ; (D) 0K 时任何纯物质的熵值都等于零 。
18.25℃时,将 11.2 升 O2 与 11.2 升 N2 混合成 11.2 升的混合气体,该过程: (A) ?S> 0 ,?G < 0 ; (B) ?S< 0 ,?G < 0 ; (C) ?S= 0 ,?G = 0 ; (D) ?S= 0 ,?G < 0 。 19.有一个化学反应,在低温下可自发进行,随温度的升高,自发倾向降低,这反应是: