物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案 下载本文

4.第1,2个结论正确,第3个结论错。

5.错,系统由同一始态出发,经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。

6.错,环境的熵变应加在一起考虑。

7.错,要在隔离系统中平衡态的熵才最大。

8.错。

9.不矛盾,因气体的状态变化了。

10.错,如过冷水结冰。

11.错,必须可逆相变才能用此公式。

12.错,系统的熵除热熵外,还有构型熵。当非理想气体混合时就可能有少许热放出。

13.对。

14.错。未计算环境的熵变;

15.错,如过冷水结冰,ΔS < 0,混乱度减小,

16.错,必须在等温、等压,W’ = 0的条件下才有此结论。

17.错,若有非体积功存在,则可能进行,如电解水。

18.错,此说法的条件不完善,如在等温条件下。

19.错,不满足均相系统这一条件。 20.错,不可逆过程中δW ≠ -pdV 。

21.是非题:(1)对; (2)不对; (3)不能;

(4)有,如NH4Cl溶于水,或气体绝热不可逆膨胀;

(5)可以。

22.ΔS = ΔH/T,ΔS(环) = -ΔU/T ; 23.1mol理想气体,等温过程,V1=V2过程 ; 24.(1) ΔU = ΔH = 0; (2) ΔH = 0;

(3) ΔS = 0; (4) Δ (5) ΔG = 0;

(6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。

25.ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG均为0 ;

26.ΔU = 0,ΔS > 0,ΔH > 0,ΔA < 0,ΔG无法确定 ; 27.W、Q、ΔU、ΔH = 0,ΔS > 0。V1 = RT/10 ,V2 = RT

V = ?(V1+V2) = 11RT/22 , ΔS1 = Rln(V/V1) = Rln(11/2)

ΔS2 = Rln(V/V2) = Rln(11/20) , ΔS = ΔS1+ΔS2 = Rln(121/40) > 0 。二、单选题答案:

1. D; 2. B; 3. C; 4. C; 5. D; 6. B; 7.C; 8. C; 9. A; 10.B;

11.C; 12.D; 13.C; 14.B; 15.B; 16.B; 17.D; 18.C; 19.D; 20.B;

21.B; 22.D; 23.B; 24.D; 25.C; 26.D; 27.B; 28.B; 29.B; 30.B;

31.D; 32.A; 33.D; 34.B; 35.B; 36.C; 37.A; 38.A; 39.B; 40.C。

三、多选题答案:

U = 0;

1. CD ; 2. BC ; 3. BC ; 4. CE ; 5. CD ; 6. CD ;

7. DE ; 8. AD ; 9. AD ; 10. DE ; 11. D ; 12. D 。

四、主观题答案:

1.证明:将 dU 代入第 一定律表达式中:

??p???S???????V?T因 dU?TdS?pdV,??T??V ??p???U???S???p???T???p?T??V?V?T??????VTT∴

???U??????T?V????V??????p???????U????p?????T????????T?V??V???T?????????????T??T???????V??T???V①??2p???2p??p???p??????????T???T?2?2????T?T?V??T?V???T?V又∵??V

(1) ≠ (2) ,所以 δQ 不具有全微分,Q不是状态函数。

??U???U??dU???dT????dp0?T?p?p???T?2.证明:U = f(T,p) ,∴ ??U???U???dT????p??dp?TdS?pdV?T?p???T又 ∵ dU = TdS-pdV ,∴ ??U??在等温下: dT = 0 , ∴ ??p??U???p等温下两边同除以 dp : ????dp?TdS?pdV0?T

???S???V??????T?p???p???p???T??T??T

??S???U??V??????????p???p?T????pT又∵ ,∴ ????V???V?????T?p?????p???T??p?T??T

3.证明:等压下,

dS?CpdTTCp??S?????T?pT?,∴。

??S???S???V?Cp?T???T?????T?p?V?p??T?p??∴ ,

??T???p???S???V?????????????p??S?T?V????p ??p,则 S由麦克斯韦关系式:??S??p???V???V???p?Cp?T??????T????T?S??T?p?T?p??T?S??代入,得: 。

4.证明:(1) 由于内能是状态函数,所以: ΔU3 = ΔU1 + ΔU2 ∵ΔU = Q + W, ∴ Q3 + W3 = (Q1 + W1) + (Q2 + W2), 即 Q3-(Q1 + Q2) = (W1 + W2)-W3

由图上可知:(W1 + W2)-W3 = W1-W3 = ΔABC的面积 ≠ 0 ∴ Q3-( Q1 + Q2) ≠ 0,Q3 ≠ Q1 + Q2

?T2??p1????S3?Cpln??Rln?T??p???1??2? (2) 由公式:

?T??T2??S1?Cpln??S?Cln?2V?T?1???T设 C 点温度为 T',(在等压下),

???(在恒容下)

∴ ΔS3 = ΔS1 + ΔS2

5.证明:

???i???Td???SdT?Vdpii∵ i ,∴ ???S???n?i????i??????T???T,V,nj?i???p???S?V??ii???T??V,n ?V,n则

???p??S?V??ii????T?V,n?V,n