热力学第二定律习题.pdf
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1、第二章 热力学第二定律习题一、填空题1. H2O(l)在 80, kPa 下蒸发,状态函数(U、S、H、A、G)改变值不为零的有。2.常压下,过冷水凝结成同温度的冰,则S体 0,S总 0。任一不可逆过程回到始态,其体系S体 0,S环 0。4.热温商Q/T 经证明为状态函数,其积分值必与熵变相等。5. 100,的水蒸气变成 100,p的液体水,S _ 0, G _ 0。6. 选择“”、“ 0 (B)vapUvapH,vapF 0 (C)vapUvapH,vapFvapG,vapS 0 (D)vapUvapH,vapFvapG,vapS 03. 1 mol 液苯,在其标准沸点下蒸发,则()保持不变
2、:(A)内能 (B) 蒸汽压 (C) 焓 (D) 熵 (E)体积 (F)汽化热 (G)A (H)G4H2(g)和 O2(g)在绝热密闭钢瓶中反应生成水为零者是()(A)U(B) H(C) S(D) G5.克劳修斯克拉贝龙方程只适用于()(A)水在 25,1atm 空气中蒸发 (B)水在其标准沸点下蒸发达平衡 (C)水在其冰点时的固液相平衡(D)水在三相点时平衡6.公式GW适用于()(A)孤立体系中的可逆过程 (B)封闭体系等温等压下可逆过程 (C)封闭体系恒温恒容过程(E)以上过程7.100, 10 Pa的水蒸气变成100, 510 Pa的水蒸气, 该过程的G与A的关系是 ()A.G=A=0
3、B.G=A0C.GA.8. 下列各式中,哪个是化学势()A.54 A G U H B. C. D.niT,p,njniT,p,njniT,P,njniT,P,nj9. 在定温定压下,二组分混合形成理想溶液,下列哪个函数的变化值正确()A.S=0 B.V=0 C.G=0 D.A=05410. 100,10 Pa 的水蒸气变成 100,510 Pa 的水蒸气,该过程的 G 与 A 的关系是()A.G=A=0 B.G=A0 C.GA.11.从热力学四个基本方程可导出U ()SV(A) A G H U (B)(C)(D)VTTPSPVS12. 工作在 100和 25的两个大热源间的卡诺热机,其效率为(
4、 )(A)20%(B)25%(C)75%(D)100%13 单原子理想气体的Cv,m (3 / 2)R,温度由变到时,等压过程体系的熵变SP与等容过程熵变SV之比是:( )(A)(B)(C)(D)14. 下面诸式中不能称为基尔霍夫公式的是 ( )(A)HmTT2 Cp,m(B)Hm(T2) Hm(T1) Cp,mdTT1pT H (C)Um(T2) Um(T1)2CV,mdT(D) CpT1Tp15. 一隔板两端,左边装有 25、1P 、 O2,右边装有 25、1P 、 O2,均视为理想气体,当抽走隔板后,混合过程的S 为A、k B、0 C、k D、k-1-1-116.非 理 想 气 体 进
5、行 绝 热 自 由 膨 胀 时 , 下 述 答 案 中 哪 一 个 错 误 ?( )(A)Q=0 (B)W=0 (C) U=0 (D) H=0三、计算题1.某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示: lg(p/Pa) = - (T/K)(固体) (1) lg(p/Pa) = - 1453/(T/K)(液体) (2)试求其: (1)摩尔升华焓 (2)正常沸点 (3)三相点的温度和压力(4) 三相点的摩尔熔化熵2.将K,600kPa的1molN2绝 热 可 逆 膨 胀 到100kPa , 试 求 该 过 程 的Q,W,U,H,F,G,S,S隔离。已知S$m(N2, K) = JK mol 。设
6、N2为理想气体。-1-13. 将 1mol,298K 的 O2(g) 放在一敞口容器中,由容器外 K 的液态 H2作冷却剂,使体系-1冷却为 K 的 O2(l)。已知 O2在 K 时的摩尔汽化热为 kJmol ,试计算该冷却过程中的体系熵变、环境熵变和总熵变。4.苯的正常沸点为,在此温度压力下,1molC6H6(l)完全蒸发为蒸气,已知 C6H6(l)的汽化热为mol ,计算此过程的 W、U、Q、S、A、G。解:设 C6H6(g)为理气-1W=-RT=mol-1Q=H=mol-1U=Q+W=mol-1-1S=H/T=K molG=0-A=G-pV= mol55. 1mol 过冷水在-5,10
7、Pa 下凝结为冰,求此相变过程熵变。已知和 0C 冰的熔化热-11-11-1为g ,水和冰的定压热容分别为K g 和 JK g 。解: H2O(l). P .-5 H2O(s). P .-5S1S3H2O(l). P .0 H2O(s). P .0S2-1S S1 S2 S3Cpm.lHmdT268TT273Cpm.s273TdT(4 分)268273333.8182681.96618ln2682732731.3922.010.6561 21.3(J K)6. 2 mol 某理想气体(Cp,m= J mol-1 K-1)在绝热条件下由, Mpa 膨胀到, 0Mpa,求该过程的 Q、W、H、S、
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