淮海工学院物理化学习题课-热力学第二定律.ppt

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1、热力学第二定律习题课一、热力学第二定律的表述Clausius（克劳修斯）的说法：Kelvin（开尔文）的说法：“不可能以热的形式将能量从低温物体传到高温物体，而不产生其它变化。”“不可能以热的形式将单一热源的能量完全转变为功，而不产生其它变化。”二、Clausius不等式：这些都称为Clausius不等式，也可作为热力学第二定律的数学表达式。是实际过程的热效应，T是环境温度。不可逆过程，用“>”号；可逆过程用“=”号，这时环境与系统温度相同。三、熵增加原理对于绝热系统，,Clausius不等式为:熵

2、增加原理可表述为：在绝热条件下，系统发生不可逆过程时，其熵值增大：系统发生可逆过程时，其熵值不变；不可能发生熵减少的过程。等号表示绝热可逆过程，不等号表示绝热不可逆过程。四、理想气体的pVT变化过程熵变的计算五、相变过程熵变的计算：１.可逆相变过程熵变的计算：计算不可逆相变过程的熵变，通常必须设计一条包括有可逆相变步骤在内的可逆途径，此可逆途径的热温商才是该不可逆相变过程的熵变。2．不可逆相变过程熵变的计算：六、热力学第三定律1912年布朗克（PlanckM），并经其他学者补充，并对能斯特热定理进行

3、了修正，进一步认为0K时,纯物质完美晶体的熵值为零。用公式表示:化学反应熵变的计算：七、Gibbs，Helmholtz函数的定义及计算方法1:方法2:化学反应吉步斯函数的计算：G=H-TS=U+pV-TS=A+pVA=U-TS△G=△H-△(TS)△A=△U-△(TS)△G=△H-T△S△A=△U-T△S八、三种判据的比较（三个判据七种形式）九、热力学基本方程特性函数独立变量特性方程UHAGS,VS,pT,VT,pdU=TdS-pdVdH=TdS+VdpdA=-SdT-pdVdG=-SdT+VdpT

4、,VT,p常见的特性方程十、特性方程十一、几个重要的方程Clausius-ClapeyronClapeyronPlanck选择题1某系统如图所示：1molO220℃，V1molN220℃，V抽去隔板，则系统的熵（）。(1)增加；(2)减少；(3)不变；(4)不能确定如何变化。选择题2答：Smix=2Rln2指出下列理想气体恒温混合的熵变值。1molN2V1molArV1molN2+1molAr2V+=选择题3答：Smix=0指出下列理想气体恒温混合的熵变值。+=2molN21molN2V1mol

5、N2V2molN22V+=选择题4答：Smix=0指出下列理想气体恒温混合的熵变值。1molN2V+=1molArV1molAr1molN2V选择题5答：Smix=2Rln(1/2)指出下列理想气体恒温混合的熵变值。1molN2V1molN2V+=2molN2V理想气体与温度为T的热源相接触，作等温膨胀吸热Q，而所作的功是变到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为（）。选择题6选择题71mol理想气体从相同的始态（p1，V1，T1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p2，V2，T2），经绝热不可逆膨

6、胀到达则（选填>，=，<）选择题81mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则：(1)△G>△A；(2)△G<△A；(3)△G=△A；(4)△G与△A无法比较。选择题9(1)在298K，100kPa下水蒸气凝结成水的过程；(2)理想气体膨胀过程；(3)电解水制H2(g)和O2(g)的过程；(4)在一定温度压力下，由N2(g)+3H2(g)合成NH3(g)的过程。公式dG=－SdT+Vdp可适用下述哪一过程：选择题10对于只作膨胀功的封闭系统值为：（1）大于零；（2）小于零；（3）等于零；（4）不能确定。

7、选择题11求任一不可逆绝热过程的熵变ΔS时，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)均可选择题12已知某可逆反应的(ΔrHm/T)p=0，则当反应温度降低时其熵变ΔrSm：()(A)减小(B)增大(C)不变(D)难以判断选择题13室温下，10p的理想气体绝热节流膨胀至5p的过程有：(1)W>0(2)T1>T2(3)Q=0(4)ΔS>0其正确的答案应是：()(A)(3)，(4)(B)(2)，(

8、3)(C)(1)，(3)(D)(1)，(2)选择题141mol理想气体在室温下进行恒温不可逆膨胀(Q=0)，使体系体积增大一倍，则有：ΔS体系/J·K-1·mol-1;ΔS环境/J·K-1·mol-1;ΔS隔离/J·K-1·mol-1()(A)5.76-5.760(B)5.7605.76(C)000(D)05.765.76计算题15mol理想气体（Cp,m=29.10J·K-1·mol-1），由始态400K，200kPa恒容加热到600K。试计算过程的Q，W，△U，△