物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

时间：2025-05-01

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

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。

T计算。 11．相变过程的熵变可由

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。

T>0，所以该过程为自发过程。 14．冰在0℃，p下转变为液态水，其熵变

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。

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。

S Rln V 1 V2，能否用公式：

⑸ 1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到

计算该过程的熵变？

22．在100℃、p时，1mol水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p的水蒸气，试计算此过程的 S、 S(环)。

S Rln V

123．

的适用条件是什么？

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时，水结成冰的相变过程； 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

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

m(HCl) = 化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知 fH-94.56kJ·mol，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1mol N2，其状态分别为298K、p0与298K、10p0，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、 U、 H、 S 中，哪些为零？

二、单选题：

-1

T适合于下列过程中的哪一个？ 1．

(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； (D) 冬天跑的快。