08热力学第二定律习题解答

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第八章 热力学第二定律

一 选择题

1. 下列说法中，哪些是正确的？ ( )

（1） 可逆过程一定是平衡过程； （2） 平衡过程一定是可逆的；

（3） 不可逆过程一定是非平衡过程； （4） 非平衡过程一定是不可逆的。

A. (1)、(4) B. (2)、(3) C. (1)、(3) D. (1)、(2)、(3)、(4) 解：答案选A。

2. 关于可逆过程和不可逆过程的判断，正确的是 ( )

(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程；

(2) 准静态过程一定是可逆过程；

(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；

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(4) 凡是有摩擦的过程一定是不可逆

的。

A. (1)、(2) 、(3) B. (1)、(2)、(4) C. (1)、(4) D. (2)、(4) 解：答案选C。

3. 根据热力学第二定律，下列哪种说法是正确的？( )

A． 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；

B． 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体； C． 气体能够自由膨胀，但不能自动收缩； D． 有规则运动的能量能够变成无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变成有规则运动的能量。 解：答案选C。

4 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后：

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( )

A. 温度不变，熵增加； B. 温度升高，熵增加；

C. 温度降低，熵增加； D. 温度不变，熵不变。

解：绝热自由膨胀过程气体不做功，也无热量交换，故内能不变，所以温度不变。因过程是不可逆的，所以熵增加。 故答案选A 。

5. 设有以下一些过程，在这些过程中使系统的熵增加的过程是 ( )

(1) 两种不同气体在等温下互相混合； (2) 理想气体在等体下降温； (3) 液体在等温下汽化；

(4) 理想气体在等温下压缩； (5) 理想气体绝热自由膨胀。 A. (1)、(2)、(3) B. (2)、(3)、(4) C. (3)、(4)、(5) D. (1)、(3)、(5) 解：答案选D。

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二 填空题 1．在一个孤立系统内，一切实际过程都向着 的方向进行。这就是热力学第二定律的统计意义，从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是 。

解：热力学概率增大；不可逆的。 2．热力学第二定律的克劳修斯表述和开

尔文表述是是等价的，前者是关于 过程的不可逆性，后者是关于 过程的不可逆性。

解：热传导；功变热 3．气体处于相同的初始温度和压强，把它们从体积V压缩到V/2，过程无限缓慢地进行。等温压缩时，Q = ，熵变?S = ；绝热压缩时，Q = ，熵变?S = 。

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解：等温压缩时

V2mmQ?W?RTln??RTln2

MV1MQm?S???Rln2

TM绝热压缩时，Q =0；?S =0

4．若一摩尔理想气体经过一等压过程，温度变为原来的2倍，则其体积变为原来

的 倍；过程后气体熵的增量为 （设Cp,m为常量）。

解：体积变为原来的2倍；

按照例题8.1的理想气体熵的表达式，可得到过程后气体熵的增量?S =Cp,mln2。

三 计算题

1．试证明在p-V图上：p a （1）等温线与绝热线不能等温线 1 绝热线 相交于两点；（2）两条绝热b 2 V o 线不能相交。

（提示：利用热力学第二定律，用反证

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