热二律-习题课.ppt

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1、热力学第二定律习题课一、基础知识复习A、过程可能性的判据1、熵判据：隔离系统：(S)U,V≥0自发平衡*隔离系统的熵永不减少2、Helmholtz函数判据：(A)T,V,W’=0≤0自发平衡3、Gibbs函数判据：(G)T,P,W’=0≤0自发平衡B、系统熵变的计算C、ΔA、ΔG的计算A=U-TSG=H-TS△A=△U-△(TS)=△U-(T2S2-T1S1)△G=△H-△(TS)=△H-(T2S2-T1S1)=△A+△(pV)非恒温方法(1)由定义式计算△A、△G方法(1):由定义式计算A=

2、U-TSG=H-TS△A=△U-T△S△G=△H-T△S恒温恒温过程方法(2)由热力学基本方程计算△A、△G恒温过程方法(2)由热力学基本方程计算△A、△G当n=1mol时：若p1=pθ时：二、热力学第二定律概念题1.有两个可逆卡诺热机，在高温热源温度皆为500k、低温热源分别为300k和250k之间工作，若两者分别经一个循环所做的功相等，试问：(1)两个热机的效率是否相等？(2)两个热机自高温热源吸收的热量是否相等？向低温热源放出的热量是否相等？2.有一系统如图所示，整个容器AB绝热良好，AB两侧的体积

3、V皆为20m3，理想气体的定压摩尔热容Cp,m=2.5R，试问下列过程的熵变△S各为若干？它们是否相等？（1）AB为被销钉固定的理想活塞，拔去销钉达到平衡状态；（2）AB为固定的隔板，抽去隔板理想气体迅速充满整个容器；（3）AB为固定的隔板，在隔板上刺一个小孔。气体通过小孔流入真空容器中，直至隔板两侧达到平衡。3．判断题。下列各题中的说法是否正确，正确的在题后的括号内画√，错误的画×。（1）绝热过程都是等熵过程。（）（2）由同一始态出发，系统经历一个绝热不可逆过程所能达到的终态与经历一个绝热可逆过程所能达到

4、的终态是不同的。（）(3)系统经历一个不可逆循环过程，其熵变△S﹥0。()(4)隔离系统的熵是守恒的。()(5)298K时，稳定态的单质，其标准摩尔熵Sm（B,298K）=0。()(6)100°C，101325Pa时，从H2O(l)变为H2O(g),该过程的熵变为0。()(7)一定量理想气体的熵只是温度的函数。()4.在什么条件下，下列等式才能成立？Q=-W=-△A=-△G=T△S,式中W为体积功。5．选择题(选择正确的答案的编号，填在各题题后的括号内)(1)非理想气体绝热可逆压缩过程的△S()(a)=0(

5、b)﹥0(c)﹤0(2)1mol理想气体从P1,V1,T1分别经①绝热可逆膨胀到P2,V2,T2，②绝热对抗恒外压膨胀到P2’,V2’,T2’；若P2=P2’，则()(a)T2=T2’，P2=P2’，S2=S2’；(b)T2﹥T2’，P2=P2’，S2﹥S2’；(c)T2﹤T2’，P2=P2’，S2﹤S2’；(3)同一温度压力下，一定量某物质的熵值().（a）S(气)﹥S（液）﹥S（固）（b）S（气）﹤S（液）﹤S（固）（c）S（气）=S（液）=S（固）(4)某系统如图所示：抽去隔板，则系统的熵()（a）增

6、加（b）减少（c）不变(5)某系统如图所示：抽去隔板，则系统的熵()（a）增加（b）减少（c）不变6.指出下列公式的适用范围。(1)△mixS=-RΣnblnxb(2)△S=nRln(P1/P2)+nCp,mln(T2/T1)=nRln(V2/V1)+nCv,mln(T2/T1)(3)dU=TdS-pdV(4)△G=∫VdP(5)(∂H/∂P)s=(∂G/∂P)T(6)dlnP/dT=△vapHm/RT27．下列各过程中的运算公式，哪些是正确的？哪些是错误的？(1)理想气体真空膨胀：△S=nRln(V2/V

7、1)(2)水在298K，pθ下蒸发：△S=(△H-△G)/T(3)恒温恒压可逆电池反应：△S=△H/T(4)实际气体节流膨胀：8．判断下列各题说法是否正确，并说明原因。(1)不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。(2)有人用下列事实来否定热力学第二定律，请指出错误所在。(a)理想气体等温膨胀过程△U=0，热全部变成了功，与开氏说法不相符。(b)冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源，这与克氏说法不相符。(3)凡熵增加的过程都是自发过程。9.使用热力学判据△GT,p,wf=0﹤0判别某过程方向时,下

8、标p表示().(a)每种组分的分压(b)系统总压(c)外压(d)标准压力pθ10.理想气体与温度T的大热源接触作为等温膨胀吸热Q，所做的功是变到相同终态的最大功的20%，则体系的熵变为()(a)Q/T(b)0(c)5Q/T(d)-Q/T11.体系经历一个不可逆循环后：()(a)系统的熵增加；(b)系统吸热大于对外做功；(c)环境的熵一定能增加；(d)环境内能减少。12．室温下对一定量的纯物而言，当W’=0时，(∂