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热力学第二定律

热力学第二定律一.选择题1. 当低温热源的温度趋近于0K时,卡诺热机的效率(a)趋近于1 (b)趋于无限大(c)趋于0 (d)大于其它可逆热机效率2. 可逆机的效率为η,冷冻机的冷冻系数为β,则η和β的数值满足(a) η<1,β<1 (b) η≤l,β≤1(c) η<1,β>1 (d) η<1,β可以小于、等于、大于13. 热力学温标是以什么为基础的?(a) p→ 0 极限时气体的性质(b) 理想溶液性质(c) 热机在可逆运转的极限性质(d) 热机在不可逆运转的性质4. 体系经历一个正的卡诺循环后,试判断下列哪一种说法是错误的?(a)体系本身没有任何变化(b)再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环,最后体系和环境都没有任何变化(c)体系复原了,但环境并未复原(d)体系和环境都没有任何变化5. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程(a) 可以从同一始态出发达到同一终态(b) 从同一始态出发,不可能达到同一终态(c) 不能断定 (a)、(b) 中哪一种正确(d) 可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定6. 第二类永动机的效率(a)等于零(b)等于∞(c)小于零(d)等于17. 熵变∆S是:(1) 不可逆过程热温商之和(2) 可逆过程热温商之和(3) 与过程无关的状态函数的改变值(4) 与过程有关的状态函数的改变值以上正确的是(a) 1,2 (b) 2,3(c) 2 (d) 48. 根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大?(a) 水蒸气冷却成水 (b) 石灰石分解生成石灰(c) 乙烯聚合成聚乙烯 (d) 理想气体绝热可逆膨胀9.∆G=0 的过程应满足的条件是(a)等温等压且非体积功为零的可逆过程(b)等温等压且非体积功为零的过程(c)等温等容且非体积功为零的过程(d)可逆绝热过程10. 已知某气相反应在T1= 400 K,p= 1.01325×106 Pa 时的热效应与T2= 800 K, p = 1.01325×106Pa 时的热效应相等,则两种条件下反应的熵变(a) Δr S m(T1) > Δr S m(T2) (b) Δr S m(T1) = Δr S m(T2)(c) Δr S m(T1) < Δr S m(T2) (d) 不能确定其相对大小11. 在始末态一定的热力学过程中(a)过程热为定值(b)可逆热温商为定值(c)热容为定值(d)热力学能U为定值12. 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 (d) 总是减小13. 氮气进行绝热可逆膨胀(a)∆U=0(b)∆S=0(c)∆A=0(d)∆G=014. 下列四种表述(1) 等温等压下的可逆相变过程中,体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变(2) 体系经历一自发过程总有 d S > 0(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向(4) 在绝热可逆过程中,体系的熵变为零两者都不正确者为:(a) (1),(2) (b) (3),(4)(c) (2),(3) (d) (1),(4)15. 1 mol范德华气体从T1,V1绝热自由膨胀至T2,V2,设定容热容C V为常数,则过程的熵变应为(a) ∆S=C V ln(T2/T1) (b) ∆S=nR ln[(V2-b)/(V1-b)](c) ∆S=C V ln(T2/T1)+nR ln[(V2-b)/(V1-b)] (d) ΔS=016. 环境的熵变等于(a)QTδ体环(b)QTδ-体环(c)QTδ体 (d)QTδ-环环17. 理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态,该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS 环应为:(a) ΔS体>0,ΔS环<0 (b)ΔS体<0,ΔS环>0(c) ΔS体>0,ΔS环=0 (d)ΔS体=0,ΔS环=018. 理想气体由同一始态出发,分别经(1)绝热可逆膨胀;(2)多方过程(即既非绝热过程,也非等温过程)膨胀,达到同一体积V2,则过程(1)的熵变∆S(1)和过程(2)的熵变∆S(2)之间的关系是:(a)∆S(1) > ∆S(2) (b)∆S(1) < ∆S(2)(c)∆S(1) = ∆S(2)(d)两者无确定关系19. 理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定, 此变化中的体系熵变∆S体及环境熵变∆S 环应为:(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变化前后理想气体的温度不变,但体积减小,所以ΔS体< 0 ;若把体系和环境加在一起看作一个新的孤立体系,则经此变化后,孤立体系经历的是不可逆变化,所以:ΔS孤立 = ΔS体+ ΔS 环> 0 ;因此ΔS环> 0 。

20. 在-10℃,p 时,1mol过冷的水结成冰时,下述表示正确的是(a)∆G<0,∆S体>0,∆S环>0,∆S孤>0(b)∆G>0,∆S体<0,∆S环<0,∆S孤<0(c)∆G<0,∆S体<0,∆S环>0,∆S孤>0(d)∆G>0,∆S体>0,∆S环<0,∆S孤<021. 热力学第三定律可以表示为:(a) 在0 K时,任何晶体的熵等于零(b) 在0 K时,任何完整晶体的熵等于零(c) 在0 ℃时,任何晶体的熵等于零(d) 在0 ℃时,任何完整晶体的熵等于零22. H2和O2在绝热恒容的体系中生成水,则(a)Q=0,∆H>0,∆S孤 = 0 (b)Q>0,W = 0,∆U>0(c)Q>0,∆U>0,∆S孤>0 (d) Q=0,W = 0,∆S孤>023. ∆G=0 的过程应满足的条件是(a)等温等压且非体积功为零的可逆过程(b)等温等压且非体积功为零的过程(c)等温等容且非体积功为零的过程(d)可逆绝热过程24. p 、273.15K 水凝结为冰,可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零?(a)∆U (b)∆H(c)∆S (d)∆G25. 关于亥姆霍兹函数A, 下面的说法中不正确的是(a) A的值与物质的量成正比(b)虽然A具有能量的量纲, 但它不是能量(c) A是守恒的参量(d) A的绝对值不能确定26. 吉布斯自由能的含义应该是(a) 是体系能对外做非体积功的能量(b) 是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量(c) 是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量(d) 按定义理解G = H - TS 。

27. 某一过程∆G = 0,应满足的条件是(a)任意的可逆过程(b)定温定压且只做体积功的过程(c)定温定容且只做体积功的可逆过程(d)定温定压且只做体积功的可逆过程28. 对于不做非体积功的封闭体系,下面关系式中不正确的是(a) (∂H/∂S)p= T (b) (∂A/∂T)V = -S(c) (∂H/∂p)S = V (d) (∂U/∂V)S = p29. 关于热力学基本方程d U=T d S-p d V, 下面的说法中准确的是(a)T d S是过程热(b)p d V是体积功(c)T d S是可逆热(d)在可逆过程中, p d V等于体积功, T d S即为过程热30. 可以直接用公式dH TdS Vdp=+进行计算的是(a) 90℃的水蒸汽在标准压力下凝聚为液态水(b)将1mol水蒸汽进行绝热可逆压缩(c)电解水制取氢气和氧气(d)氧气和氢气的混合气在一定条件下反应生成水气31. 某气体服从状态方程式pV m=RT+bp(b为大于零的常数),若该气体经等温可逆膨胀,其热力学能变化(∆U)为(a)∆U>0 (b)∆U<0(c)∆U=0 (d)不确定值32. 在物质的量恒定的S-T图中,通过某点可以分别作出等容线和等压线,其斜率分别为(∂S/∂T)V=X和 (∂S/∂T)p= Y,则在该点两曲线的斜率关系是(a) X < Y (b) X = Y(c) X >Y (d) 无定值33. 当温度恒定时,下述说法哪一个正确?(a)增加压力有利于液体变为固体(b)增加压力不利于液体变为固体(c)增加压力不一定有利于液体变为固体(d)增加压力与液体变固体无关34. 某纯物质的液体凝固时,液体的密度大于固体的密度,则该液体的凝固点随压力升高而(a)增大(b)减小(c)不变(d)无法确定其变化35. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种?二.计算题1. (1) 已知水在 50p ∃下沸点为 265℃,p ∃下沸点为 100℃,试比较: (a) 在 p ∃下,(b)在50 p ∃下,工作于水的沸点的蒸气机的理论效率。

假定低温热源温度均为 40℃。

(2) 在题 (1) 中,若两种情况下都要对外作功 1000 J ,则必须从高温热源吸热各多少?(3) 欲提高卡诺热机效率,是保持T 1不变、升高T 2好,还是保持T 2不变、降低T 1好?并说明理由。

2. 有一制冷机(冰箱),其冷冻体系必须保持在253K ,而其周围的环境温度为298K ,估计周围环境传入制冷机的热约为104 J.min -1,而该机的效率为可逆制冷机的50%,试求开动这一制冷机所需之功率。

3. 12克O 2从20℃被冷却到–40℃,同时压力从0.1MPa 变为6MPa ,求其熵变。

设O 2可作为理想气体, ,-1-129.16J K mol p mC =⋅⋅$。

4. 2mol 双原子理想气体从始态300K ,50dm 3,先恒容加热至400K ,再恒压加热至体积增大到100dm 3,求整个过程的,,,,Q W U H S ∆∆∆。

5. 5mol 单原子理想气体从始态300K ,50kPa ,先绝热可逆压缩至100kPa ,再恒压冷却使体积缩小至85dm 3,求整个过程的,,,,Q W U H S ∆∆∆。

6. N 2从20.0dm 3、2.00MPa 、474K 恒外压1.00MPa 绝热膨胀到平衡,试计算过程的∆S 。

已知N 2可看成理想气体。

7. 把 2 mol 水由 300 K ,1.013×105Pa 变为 310K ,40.530×105 Pa ,计算其熵变∆S 。

已知:水的-1-1,75.3J K mol p m C =⋅⋅ ; 33-11.810m m ol m V =⨯⋅ , 压缩系数 α = 3.04×10-4K -1 。

忽略它们随温度的微小变化。

8. 知苯(C 6H 6)在101.325kPa 下于80.1℃沸腾,-1=30.878kJ.mol vap m H ∆。

液体苯的摩尔定压热容-1-1,142.7J.mol .K p m C =。

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