第二章 热力学第二定律练习题
一、判断题（说法正确否） ： 1． 自然界发生的过程一定是不可逆过程。
2． 不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。
4．绝热可逆过程的 ?S= 0 ，绝热不可逆膨胀过程的 ?S > 0，绝热不可逆压缩过程的 ?S< 0 。 5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6． 由于系统经循环过程后回到始态， ?S = 0 ，所以一定是一个可逆循环过程。 7． 平衡态熵最大。 8． 在任意一可逆过程中 ?S = 0 ，不可逆过程中 ?S > 0。 9． 理想气体经等温膨胀后，由于 ?U = 0 ，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定 律矛盾吗 ? 10． 自发过程的熵变 ?S> 0 。
S
H 计算。
11． 相变过程的熵变可由 T 12． 当系统向环境传热时 (Q < 0) ，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
14．冰在 0℃，p 15． 自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16． 吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
S
H T
>0，所以该过程为自发过程。
17． 在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18． 系统由 V1 膨胀到 V2，其中经过可逆途径时做的功最多。
19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得 ?G = 0 。
20．理想气体等温自由膨胀时， 对环境没有做功， 所以 - pdV = 0，此过程温度不变， ?U = 0，代入热力学基本方程 dU = TdS - pdV，因而可得 dS = 0，为恒熵过程。 21． 是非题：
⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值” ，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化” ，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？
⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。
⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由
计算该过程的熵变？ 22．在 100℃、p 100℃、p
S
R ln
V V
2
V1 变到 V2，能否用公式：
S
R ln
V V
2 1
1mol 水与 100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成
?S、?S(环)。 的适用条件是什么？
23． 1 24． 指出下列各过程中，物系的 ?U、?H、?S、?A、?G 中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程； ⑵ 实际气体节流膨胀过程； ⑶ 理想气体由 ( p1, T1)状态绝热可逆变化到 (p2, T2)状态； ⑷ H2 和 Cl2 在刚性绝热的容器中反应生成 HCl； ⑸ 0℃、p ⑹ 理想气体卡诺循环。 25．a mol A 与 b mol B 的理想气体，分别处于 (T, V, pA )与(T, V, pB)的状态，等温等容混合 为
(T, V, p)状态，那么 ?U、?H、?S、? A、?G 何者大于零，小于零，等于零？ 26． 一个刚性密闭绝热箱中，装有 H2 与 Cl2 混合气体，温度为 298K，今用光引发，使其
化合为 HCl(g) ，光能忽略，气体为理想气体，巳知
f
H m (HCl) = - 94.56kJ m·ol
- 1
，试判断该
过程中 ?U、?H、?S、?A、?G 是大于零，小于零，还是等于零？ 27． 在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有
0
0
1mol N 2，其状态分 Q、W、?U、?H、
别为 298K、p 与 298K、10p ，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则 ?S 中，哪些为零？ 二、单选题： 1．
S
H 适合于下列过程中的哪一个？ T
(A) 恒压过程 ； (B) 绝热过程 ； (C) 恒温过程 ； (D) 可逆相变过程 。
2． 可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：
(A) 跑的最快 ； (B) 跑的最慢 ； (C) 夏天跑的快 ； 3． 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 ； 4． 对于克劳修斯不等式
(D) 冬天跑的快 。
(D) 总是减小 。
dS
T Q
环
，判断不正确的是：
；
dS (A) dS (B) dS (C) dS (D)
Q T Q T Q T Q T
环
必为可逆过程或处于平衡状态 必为不可逆过程
；
环
必为自发过程 ；
环
违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生 。
环
5． 下列计算熵变公式中，哪个是错误的：
0 S (A) 水在 25℃、p 下蒸发为水蒸气：
； Q
dS
H T
G
；
(B) 任意可逆过程：
S
T
R
Q
环境
体
系
T
(C) 环境的熵变：
环
；
S
H 。 T
- 1
(D) 在等温等压下，可逆电池反应：
6． 当理想气体在等温 (500K) 下进行膨胀时，求得体系的熵变
1
?S = l0 J K ·
，若该变化中所
做的功仅为相同终态最大功的 (A) 5000 J ；
10
，该变化中从热源吸热多少？
(B) 500 J ； (C) 50 J ； (D) 100 J 。
H
T
V
7．1mol 双原子理想气体的 (A) 1.5R ；
是：
(C) 3.5R ；
(D) 2R 。
(B) 2.5 R ；
8． 理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：
(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 。
9． 一理想气体与温度为 T 的热源接触，分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一 终态，已知 W R
2WIr S Ir ；
，下列式子中不正确的是：
(B)
S体
S
(A)
S R
；
S
Ir
(C)
SR 2Q
Ir
T ；
R
(D)
S (等温可逆 )
总
S
环
0 ， S
总
(不等温可逆 )
S体 S
环
0 。
dU
S
pdV T
10． 计算熵变的公式
(A) 理想气体的简单状态变化 (C) 理想气体的任意变化过程
适用于下列：
(B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过程 (D) 封闭体系的任意变化过程 ；
；
； ；
11． 实际气体 CO2 经节流膨胀后，温度下降，那么： (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 。 12．2mol 理想气体 B，在 300K 时等温膨胀， W = 0 时体积增加一倍，则其 (A) - 5.76 ；
(B) 331 ；
(C) 5.76 ；
? S(J ·K
-
1)为：
(D) 11.52 。
13． 如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：
(A) 图⑴ ； (B) 图⑵ ； (C) 图⑶ ； (D) 图⑷ 。
14． 某体系等压过程 A→B 的焓变 ?H 与温度 T 无关，则该过程的： (A) ?U 与温度无关 ； (B) ?S 与温度无关 ； (C) ?F 与温度无关 ；
(D) ?G 与温度无关 。
15． 等温下，一个反应 aA + bB = dD + eE 的 ?rCp = 0 ，那么： (A) ?H T 无关， ?S T 无关， ?G T 无关 ； (B) ?H T 无关， ?S T 无关， ?G T 有关 ； (C) ?H T 无关， ?S T 有关， ?G T 有关 ； (D) ?H T 无关， ?S T 有关， ?G T 无关 。
16． 下列过程中 ?S 为负值的是哪一个： (A) 液态溴蒸发成气态溴 ； (B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H 2O(l) ； (C) 电解水生成 H2 和 O2 ；
(D) 公路上撤盐使冰融化
。
17． 熵是混乱度 (热力学微观状态数或热力学几率 (A) 同一种物质的
m
)的量度，下列结论中不正确的是：
g S
m
l S s
S
m
；
(B) 同种物质温度越高熵值越大 ； (C) 分子内含原子数越多熵值越大 ； (D) 0K 时任何纯物质的熵值都等于零 。
18．25℃时，将 11.2 升 O2 与 11.2 升 N2 混合成 11.2 升的混合气体，该过程： (A) ?S> 0 ，?G < 0 ； (B) ?S< 0 ，?G < 0 ； (C) ?S= 0 ，?G = 0 ； (D) ?S= 0 ，?G < 0 。 19．有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，这反应是：
(A) ?S> 0 ，?H > 0 ；(B) ?S > 0， ?H < 0 ；(C) ?S< 0 ，?H > 0 ；(D) ?S < 0，?H < 0 。
20． ?G = ?A 的过程是： (A) H2O(l,373K, p
0)
H2O(g,373K, p0) ；
(B) N2(g,400K,1000kPa) N2(g,400K,100kPa) ； (C) 等温等压下， N2(g) + 3H 2(g) NH3(g) ； (D) Ar(g, T,p
0)
Ar(g, T+100,p0) 。
21． 等温等压下进行的化学反应，其方向由 ?rHm 和?rSm 共同决定，自发进行的反 满应足下列哪个关系式： (A) ?rSm = ? rH m/T ； (B) ?rSm > ?r Hm/T ；
(C) ?rSm ≥ ?rHm/T ；
(D) ?rSm ≤ ?rHm/T 。
22． 等容等熵条件下，过程自发，时行进下列关系肯定成立的是： (A) ?G < 0 ； (B) ?F < 0 ； (C) ?H < 0 ； (D) ?U < 0 。
23．实际气体流节膨胀后，其熵变为：
V
p
V
T C
p T 2
C
V S 2 dp S 2 dT S
2 ；p T ；T T ；T V 1 S
nR ln
(B) 1
(C) 1 (D) T 。 d (A)
1
T 24． 一个已充电的蓄电池以
1.8 V输出电后放压，用 2.2 V电使充压
其回复原状，则 程过的总热力学量变化：
(A) Q < 0 ，W > 0 ，?S > 0，?G < 0 ； (B) Q < 0 ，W < 0， ?S < 0，?G < 0 ；(C) Q > 0 ，W > 0 ，?S = 0，?G = 0 ； (D) Q < 0 ，W > 0， ?S = 0，?G = 0 。25． 下列过程满足
0 , 0 S
T
的是：
Q
环
(A) 恒温恒压(273 K ，101325 Pa)下， 1mol 的冰在空气升华为水蒸气 ；
(B) 氮气与氧气的混合气体可逆绝；胀膨热 (C) 理想气体自由膨胀； (D)绝热条件下化学反应。
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． 在 - 10℃、 101.325kPa 下， 1mol 水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：
H
G S
(A) ? U = T?S；
(B)
T
； (C) ? H = T?S + V? p；
(D) ? GT,p = 0 。
28．对于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是： (A) A > U ； (B) A < U ； (C) G < U ；
(D) H < A 29． 373.2K、101325Pa 的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K、101325Pa 下 的水气，对这一个程过，应选用哪一个作过为程方向的判据： (A) ?U ； (B) ?A ；
(C) ?H ；
(D) ?G 。
30．热力学基本方程
dG = - SdT + Vdp，可适应用下列哪个过程：
。