第二章 热力学第二定律补充练习题（一）、填空题1、1mol 理想气体在温度T 下从10 dm -3做恒温可逆膨胀，若其熵变为 JK -1，则其终态的体积为 。
2、 1mol 理想气体在298K 和 kPa 下做恒温可逆压缩，若过程的G 为5966J ，则其末态压力为。
3、 对于无相变、无化变、只做体积功的封闭系统，T pG )(∂∂的值 （填：大于零、小于零或等于零）。
4、 1mol 范德华气体在等温下从体积V 1膨胀到体积V 2的S = 。
5、 298K 下，将两种理想气体分别取1mol 进行恒温恒压的混合，则混合前后热力学性质的变化情况为：U =0，S > 0，G <0。
（填：>、= 或 <）。
6、 298K 下，将两种理想气体分别取1dm 3恒温混合成1dm 3的混合气体，则混合前后热力学性质的变化情况为：U = 0，S = 0，G = 0。
（填：>、= 或 <）。
7、 268K 及 kPa 下，1mol 过冷液态苯凝固为固态苯，放热9874 Jmol -1，此时的熵变化为 Jmol-1K -1。
若有2mol 的苯发生这样的不可逆相变化，则系统的G= 。
8、理想气体卡诺循环：在T-S 图上可表示为： 在T-H 图上可表示为：9、1mol 理想气体从同一始态Ⅰ(p 1, V 1, T 1)分别经绝热可逆和绝热向真空自由膨胀至相同的V 2，其相应的终态为Ⅱ(p 2, V 2, T 2) 及Ⅲ(p 3, V 2, T 3)，则在两个终态间的关系是：T 2 T 3，p 2 p 3，S 2 S 3。
（填>、= 或 <）10、时水的饱和蒸气压为 kPa ，若1mol 水在， kPa 的条件下向真空蒸发为， kPa 的水蒸气，则此过程的U 0、H 0、S 0、A 0、G 0。
（填>、= 或 <）11、有1mol 理想气体，始态温度为T 1，体积为V 1，经H/kJS/J K -1T/KT/K下述不同过程达到终态，终态体积均为2V 1，则系统的熵变分别为：（1）等温不可逆膨胀，S 0； （2）绝热等外压膨胀，S 0；（3）绝热可逆膨胀，S 0。
（填空：>、= 或<）12、水的饱和蒸气压与温度的关系为：)K //(8.4883A )kPa /ln(T p -=。
则A= ，水的摩尔蒸发焓ΔvapH= ，250K 时水的饱和蒸气压为： 。
填空题答案：1. 20dm -32.103kPa 3. 大于零4.mol bV bV R --12ln5. = > <6.= = =7. – J8.kJS/JK-1 T /KT /KAC D BAC,D9. < < < 10. > > > < =11. > > = 12． kJ mol-1（二）、选择题：1.隔离系统内发生的可逆变化过程：（）A．S = 0，S(环) = 0 B．S > 0，S(环) = 0C．S = 0，S(环) > 0 D．S > 0，S(环) > 02.实际气体经一不可逆循环：（）A．S = 0，U> 0 B．S > 0，U>0C．S = 0， U = 0 D．S> 0，U= 03.理想气体绝热向真空膨胀时：（）A．U = 0，S = 0，G = 0 B．U > 0，S > 0，G > 0C．U < 0，S < 0，G < 0 D．U = 0，S > 0，G < 04. 对于单组分系统，温度一定时，下列图形正确的是： （ ）A ．B ．C ．D ．5. 1mol 理想气体经过一个恒温可逆压缩过程，则该过程： （ ） A ．G> A B ．G= A C ．G< A D ．无法比较6. 某系统经任一循环过程，系统与环境所交换的热与温度的关系可表示为：（ ） A ．⎰=0TQ δ B ．不可⎰≥0TQ δ C ．不可⎰≤0TQδ D ．1121>+Q Q Q 7．在298K 时已知气相反应2222CO O CO −→−+的0m r G ∆p/Pap/PaG/[G]G/[G]G/[G]G/[G]g ll g glgl为·mol-1，则发生1mol 反应的A0：（）A．A0= kJ mol-1B．A0= 0C．A0> kJ mol-1D．A0< kJ mol-1 8．欲使一过程的G= 0，应满足的条件是：（）A．可逆绝热过程B．恒容绝热且只作膨胀功的过程C．恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程D．恒温恒容且只作膨胀功的可逆过程9．在恒温恒压不作非体积功的情况下，下列哪个过程肯定可以自发进行（）A．H>0，且S>0 B．H>0，且S<0C．H<0，且S>0 D．H<0，且S<0 10．下列说法中，哪一种是不正确的（）A．隔离物系中的熵永不减少B．在绝热过程中物系的熵决不会减少C．物系处于平衡态时熵值最大D．任何热力学过程不可能出现S总<011．在实际气体绝热可逆膨胀过程中： （ ）A ．S>0B ．S<0 C ．U>0D ．U <012．理想气体经一个不可逆循环过程，则： （ ）A ．S(系) > 0B ．S(环) > 0C ．S(系) <0D ．S(环) <013．气体CO 与O 2在一坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程：（ ）A ．U = 0， B ．H = 0 C ．S = 0D ．G = 014．对于封闭系统纯PVT 变化过程，T VA )(∂∂的值： （ ）A ．大于零，B ．小于零C ．等于零D ．正负不定15．在下，-10℃时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中：（ ）A ．S = 0，G = 0 B ． S > 0，G< 0C ． S < 0，G < 0D ． S > 0，G >选择题答案：1. A2. C3. D4. A5. B6. C7. C8. C11. D 12. B 13. A 14．B（三）讨论习题1．1mol 理想气体连续经历下列过程： （1）由100kPa 、25℃等容加热到100℃； （2）绝热向真空膨胀至体到增大一倍； （3）恒压冷却到温度为25℃。
求总过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。
解：三个过程用框图表示如下：（1）是恒容过程，所以kPa 16.12510015.29815.37311222121=⨯===KPa p T T p T T p p（2）理想气体向真空膨胀温度不变，所以kPa 58.62211232232322===∴=V Vp V V p p V p V p（3）恒压过程：kPa58.6234==p p0 14=∆=∆=H U T TJ JK K J P P nR S 90.390.310058.62ln 34.81ln1114==⋅⨯-=-=∆-- JJ S T S T U A 116290.315.298-=⨯-=∆-=∆-∆=∆J A S T H G 1162-=∆=∆-∆=∆321W W W W ++=)()(,0,034343321T T nR V V P W W W --=--===J J T T nR W W 55.623)115.37315.298(314.81)(343=-⨯-=--==JW W U Q 55.623-=-=-∆=2．在90℃、下，1mol 过饱和水蒸汽凝结为同温同压下的水，求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 及ΔG 。
已知水的11,31.73)(--⋅⋅=K mol J l C m P ，112,K mol J )K /101070.30()(---⋅⋅⨯+=T g C m P ，水在正常沸点的摩尔蒸发热为·mol -1。
解：设计过程如下：H S1H1S3H3S1molH 2O(g)T =90℃1mol H 2O(l)T =90℃2H2S()⎰⎰=⨯+⨯==∆-215.337)]/(/1007.10.301[)(3733632,1T T m P J J K T d K T dT g nC HkJkJ vapH n H m 60.40)60.40(1)(2-=-⨯=∆-=∆⎰-=-⨯⨯=-==∆121.753)373363(3.751)()(21,,3T T m P m P J J T T nC dT l nC H []kJ kJ H H H H Q 02.41101.75360.40105.33733321-=⨯--⨯=∆+∆+∆=∆=--⎰⎰---⋅=⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯+==∆21113733633,192.0)/(//1007.10.30)(T T m P K J K J K T d K T K T dT Tg nC S1132285.1083731060.40/--⋅-=⋅⨯-=∆=∆K J K J T H S⎰--⋅-=⋅⨯=⋅==∆121121,,305.2373363ln 31.751ln)(T T m P m P K J K J T T C n dT Tl nC S 132198.109-⋅-=∆+∆+∆=∆K J S S S SkJ J J nRT PV V V P W g g l 019.33017363314.81))((==⨯⨯=-≈--=环kJ S T U A 90.77-=∆-∆=∆ kJ S T H G 09.1-=∆-∆=∆3．25℃、p 0时，金刚石与石墨的标准熵分别为·mol -1·K-1和 J·mol -1·K -1；标准摩尔燃烧焓分别为·mol -1和·mol -1；1mol H 2O(g)T =100℃1mol H 2O(l)T =100℃[]kJkJ W Q U 00.38019.302.41-=+-=+=∆密度分别为3.513g·cm -3和2.260g·cm -3。
（1）求25℃、p 0下石墨转变为金刚石的ΔG ；（2）在这种情况下，哪一种晶型比较稳定（3）增加压力能否使原来不稳定的晶型成为稳定的晶型如果可能，所需的压力是多少假设密度不随压力而变。
解：(1)25℃、p 0下1mol 石墨转变为金刚石时：)](-)(H [11C m 金刚石石墨m C m r H mol H mol H ∆∆⨯=∆⨯=∆ =1（+）kJ=)]()([1100石墨金刚石m m m r S S mol S mol S -=∆⨯=∆=1（）J·K -1=·K -1ΔG =ΔH -T ΔS = [103-298]J=2901J （2）25℃、p 0下>∆G 0，表示石墨不可能转变成金刚石，即石墨是稳定的。