物理化学热力学第二定律总结

第三章 热力学第二定律

【复习题】

【1】指出下列公式的适用范围。 （1）?minS??R?nBBlnxB;

（2）?S?nRlnp1?CTV2?CT2pPln2?nRlnvln; 2T1V1T1（3）dU?TdS?pdV； （4）?G??Vdp

（5）?S,?A,?G作为判据时必须满足的条件。

【解】 （1）封闭体系平衡态，理想气体的等温混合，混合前后每种气体单独存在时的压力都相等，且等于混合后气体的总压力。

（2）非等温过程中熵的变化过程，对一定量的理想气体由状态到状态A（P2、V2、T2）时，可由两种可逆过程的加和而求得。（3）均相单组分（或组成一定的多组分）封闭体系，非体积功为成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为0的可逆过程。 （4）非体积功为0，组成不变的均相封闭体系的等温过程。 （5）?S：封闭体系的绝热过程，可判定过程的可逆与否； 隔离体系，可判定过程的自发与平衡。

?A：封闭体系非体积功为0的等温等容过程，可判断过程的平衡与否；?G：封闭体系非体积功为0的等温等压过程，可判断过程的平衡与否；【2】判断下列说法是否正确，并说明原因。

（1）不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的； （

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第三章 热力学第二定律Chapter 3 The second law of thermodynamics

北京化工大学理学院 化学系 物理化学组北京市北三环东路15号 Tel:010-64434903 E-mail:zhangld@

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Chapter 3 The second law of thermodynamics§3-1 Carnot cycle §3-2 The common characteristic of spontaneous changes §3-3 The second law of thermodynamics §3-4 Entropy、Helmholz function、Gibbs function §3-5 Thermodynamics of perfect gase §3-6 The second law in action:The general liquid and solid §3-7 The

第二章 热力学第二定律

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。 11．相变过程的熵变可由 计算。

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℃，pθ下转变为液态水，其熵变 >0，所以该过程为自发过程。 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

第二章 热力学第二定律

一、选择题

1．25℃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 。 2．?G = ?F的过程是 ( )

(A) H2O(l,373K,p(B) N2

(C) 等温等压下，N2(g) + 3H2(D) Ar(g,T,p

T+100,p)。

2O(g,373K,p)

；

；

2(g,400K,100kPa)

3(g)

；

3．等温等压下进行的化学反应，其方向由?rHm和?rSm共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式 ( )

(A) ?rSm = ?rHm/T ； (B) ?rSm > ?rHm/T ； (C) ?rSm ≥ ?rHm/T ； (D) ?rSm ≤ ?rHm/T 。 4．已知水的六种状态：①100℃，p④100℃、2p序是 ( )

(A) μ2 > μ4 > μ3 > μ1 > μ5 > μ6 ； (B) μ6 > μ5 > μ4 > μ3 > μ2 > μ1 ； (C) μ4 > μ5 > μ3 > μ1 > μ2 > μ6 ； (D) μ1 > μ2 > μ4 > μ3 > μ6 > μ5 。 5.下列过程中?S为负值的是哪一个

第二章 热力学第二定律

一、单选题

1) 求任一不可逆绝热过程的熵变DS，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。

2) 在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？（ ） A. DrHm B. DrUm C. DrSm D. DrGm

3) 将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为p1=101.3kPa，V1=2dm3,T1=273.2K;右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分混合。此过程中氧气的熵变为： ( )

A. DS >0 B. DS <0 C. DS =0 D. 都不一定

4) 1mol Ag(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。已知在该温度区间内Ag(s)的Cv,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为：( )

A.2.531J·K-1 B. 5.622J·K-1 C. 25.31J·K-1 D. 56.22J·K-1

5) 298K, p? 下，双原

热力学第二定律

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物理化学测验（二）

2003-04-12

一、填空题。在题中“____”处填上答案。 1、(本小题1分)

公式?G?W?的适用条件是，。 2、(本小题1分)

?(pV)[]H?p理想气体节流膨胀时，0。（选填>，=，<） 3、(本小题2分)

按系统与环境之间物质及能量的传递情况，系统可分为???系统、???系统、???系统。

4、(本小题2分)

已知?fH(FeO , s , 298 K) =－226?5 kJ·mol-1； ?fH(CO2 , g , 298 K) =－393?51 kJ·mol-1； ?fH(Fe2O3 , s , 298 K) =－821?32 kJ·mol-1； ?fH(CO , g , 298 K) =－110?54 kJ·mol-1；

则 Fe2O3(s) + CO(g) == 2FeO(s) + CO2(g)反应的?rH(298 K) = 。 5、(本小题2分)

某气体的Cp,m = 29.16 J·K-1·mol-1，1 mol该气体在等压下，温度由20℃变为10℃，则其熵变?S = 。 6、(本小题2分)

绝热不可逆膨胀过程系统的?S0，绝热不可逆压缩过程系统的?S0。（选填>，<或 = ） 7、(本小题5分)

5 mol某理想气体由27℃，10 kPa恒温可逆压缩到

热力学第二定律

一、选择题

1. 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 。

2. 下列计算熵变公式中，哪个是错误的：

(A) 水在25℃、p

下蒸发为水蒸气：

?S??H??GT；

??Q?dS????T??R ； (B) 任意可逆过程：

(C) 环境的熵变：

?S环境??Q体系T环；

?S??HT。

(D) 在等温等压下，可逆电池反应：

3. 1mol双原子理想气体的??H?T?V是： (A) 1.5R ； (B) 2.5R ； (C) 3.5R ； 4. 下列关于卡诺循环的描述中，正确的是（ ）

(D) 2R 。

(A)卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是不可逆循环 (B)卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是可逆循环 (C)卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是不可逆循环 (D)卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是可逆循环 5. 如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：

(A) 图⑴ ； 图⑷ 。

(B) 图⑵ ；

(C) 图⑶ ；

(D)

?6. 计算熵变的公式

(A) 理想气体的简单状

热力学第二定律概述

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热力学第二定律习题 填空题

1. 在以绝热箱中置一绝热隔板，将向分成两部分，分别装有温度，压力都不同的两种气体，将隔板抽走室气体混合，若以气体为系统，则此过程 =、=、=

2. 某均相化学反应 升高到 则此过程的 下进行，则

。=、<

在恒压，绝热非体积功为零的条件下进行，系统的温度由

；如果此反应是在恒温，恒压，不作非体积功的条件

。

3. 对于组成不变的均相封闭系统，当有 个独立的强度因素确定之后，系统中所有的强度性质也就确定了，若再知道 , 则所有的广度性质也就确定了。 2 物质的量 4.

单原子理想气体从始态为

经下列过程： Ⅰ恒容升温，Ⅱ恒温压缩至体

积缩小一半，Ⅲ恒压升温 Ⅳ绝热可你压缩至体积缩小一半；上述四个过程中，终态压

力最大 的过程是过程 , 最小的是过程 ; 终态温度最高的过程是过程 , 最低的是过程 。 Ⅳ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ 5.

25 ℃ 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧 , 放热

。

-6528 、6535 6. 已

知

的

,

则

的 则反应

的

。

-285.84 7.

使用的条件为 。绝热过程

中等于零的有 :

8. 理想气体向真空膨胀过程 , 下列变量 。