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第三章思考题

思考题:
1. 什么是自发过程?实际过程一定是自发过程?
2. 为什么热力学第二定律也可表达为:“一切实际过程都是热力学不可逆的”?
3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等,为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等?
4. 以下这些说法的错误在哪里?为什么会产生这样的错误?写出正确的说法。

(1)因为
/
B
r
A
S Q T
δ
∆=⎰
,所以只有可逆过程才有熵变;而ΔS>∑δQ Ir/T,所以不可
逆过程只有热温商,但是没有熵变。

(2) 因为ΔS>∑δQ Ir/T,所以系统由初态A 经不同的不可逆过程到达终态B,其熵的变值各不相同。

(3) 因为
/
B
r
A
S Q T
δ
∆=⎰
,所以只要初、终态一定,过程的热温商的值就是一定的,
因而ΔS 是一定的。

5.“对于绝热过程有ΔS≥0,那末由A态出发经过可逆与不可逆过程都到达B态,这样同
一状态B就有两个不同的熵值,熵就不是状态函数了”。

显然,这一结论是错误的,
错在何处?请用理想气体绝热膨胀过程阐述之。

6. 263K 的过冷水结成263K 的冰,ΔS<0,与熵增加原理相矛盾吗?为什么?
7.“p⊙、298K过冷的水蒸气变成298K 的水所放的热Q p,Q p=ΔH,而ΔH只决定于
初、终态而与等压过程的可逆与否无关,因而便可用该相变过程的热Q p,根据ΔS=
Q p/T (T为298 K)来计算系统的熵变”这种看法是否正确?为什么?
8. 如有一化学反应其等压热效应ΔH<0,则该反应发生时一定放热,且ΔS<0,对吗?
为什么?
9. 根据S=lnΩ,而Ω是微粒在空间与能量分布上混乱程度的量度,试判断下述等
温等压过程的ΔS是大于零? 小于零? 还是等于零?
(1) NH4NO3(s)溶于水;
(2) Ag+(aq)+2NH3(g)—→Ag(NH3)2+;
(3)2KClO3(s)—→KCl(s)+3O2(g);
(4)Zn(s)+H2SO4(aq)—→ZnSO4(aq)+H2(g)
10. 物质的标准熵S⊙(298K)值就是该状态下熵的绝对值吗?
11. 式dG T,p,W'=0≤0与式ΔG T,p≤0在意义上有何不同? 为什么用后式判定过程的自发性时不需加上无非体积功的条件呢?
12. “ΔG T,p,W'=0≤0 说明ΔG<0 的过程只能在T,p一定,且W'=0 的条件下才能发生”,这种说法对吗? 为什么?
13. 关于公式ΔG T,p=W R'的下列说法是否正确?为什么?
(1) “系统从A 态到B 态不论进行什么过程ΔG 值为定值且一定等于W'”;
(2) “等温等压下只有系统对外做非体积功时G 才降低”;
(3) “G就是系统中能做非体积功的那一部分能量”。

14. 为什么等温等压下化学反应的自发性不能用ΔH作判据;但有些情况下用ΔH作判据,又能得到正确的结论?
15. 对于ΔH>0,ΔS>0而在常温下不能自发进行的反应改变温度能否使反应自发进
行?为什么?
16. 一般固体分解产生气体时,常常大量吸热,试比较这类固体在低温与高温下的稳定性。

17. 为什么ΔU =∫T dS-∫p d V适用于单组分均相封闭系统的任何过程? 这是否意味着对
这种简单的热力学系统的任何过程∫T dS及∫p d V都分别代表热与功呢?
18. 分别讨论定压下升高温度及定温下增大压力时以下过程的ΔG值如何变化?
(1) 沸点下液体气化为蒸气;
(2) 凝固点下液体凝为固体(如V m(l)>V m(s))。

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