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课堂练习 一.选择题 1. 已知某理想气体等温时不可逆压缩所做的功 W 比将其等温可逆压缩所做的功多出 40% ,则系统等温压缩 时的熵变为 ______. A. - W /1.4 T B. W/ 1.4 T C. - 0.4 W/T D. W/ 0.6 T 2. 甲烷空气混合气体在恒外压条件爆炸 , 系统和环境的熵变 ______.
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课堂练习 一.选择题 1. 已知某理想气体等温时不可逆压缩所做的功W 比将其等温可逆压缩所做的功多出40%,则系统等温压缩 时的熵变为______. A. - W/1.4T B. W/ 1.4T C. - 0.4W/T D. W/ 0.6T 2. 甲烷空气混合气体在恒外压条件爆炸, 系统和环境的熵变______. A. S(系) = 0, S(环) = 0 B. S(系) < 0, S(环) > 0 C. S(系) > 0, S(环) = 0 D. 不能确定 3. 下列公式中需要“不做非体积功”的条件的是______ . A. H = U + (pV)B. S = (δQr/T) C. GT,p 0 作判据 D. ΔS(T→0 K)= 0 4. 热力学第三定律是指______. A. ΔrS(0 K) = 0 B. S*m(0 K) = 0 C. S*m(完美晶体,0 K) = 0 D. A、B、C 5. 范德华气体等温下发生一自发过程,能判断过程方向的判据是______. A. ΔG B. ΔA C. ΔH D. ΔU 6. 作为特征函数,A 的特征变量是______. A. V、T B. p、T C. S、V D. S、p 7. dS = δQ/T,对于绝热过程______. A. ΔS = 0 B. ΔA = 0 C. ΔG = 0 D. 不能确定 8. 100℃, 101.325 kPa的H2O(l)在真空容器中蒸发为100℃, 101.325 kPa的H2O(g), 该过程为零的量是_____. A. ΔS B. ΔH C. ΔA D. ΔG 9. 不是克-克方程必须的条件是______ . A.等温、且 ΔH为常数B.气体视为理想气体 C. 可逆或平衡 D. 忽略液固体体积 10. 单组分封闭系统,H 、A 和 G 的相对大小正确的答案是 ______ . A. H > A B. H < G C. A = G D. 不能确定
二.正误题(题号前记√或×) 1. 不可逆过程就是自发过程,不可逆过程是指系统不能回到初始状态的过程. 2. 工作在同温热源和同温冷源之间的卡诺热机有可逆卡诺热机和不可逆卡诺热机之分,它们的效率都小于1. 其中不可逆卡诺热机工作时,对外作功越大其效率越高. 3. 卡诺热机的可逆循环过程是热完全转换为功的过程,它是一个理想过程,它和热力学二定律的克劳修斯说法有矛盾. 4. 只有可逆过程才有熵变,不可逆过程有热温商之和而没有熵变. 5. 2 mol 单原子理想气体于恒容下由300 K不可逆升温到600 K,ΔS = 17.3 J/K,再可逆降温到初态完成一不可逆循环,ΔS整= 0. 6. 理想气体的节流膨胀,ΔG < 0. 7. 理想气体的卡诺可逆循环T – S 图为: 8. 单组分固液平衡系统中,G(s) = G(l). 9. (∂H/∂V)S = - p是八个热力学对比关系式中的一个关系式. 10. 等温下,理想气体的自由膨胀过程可以用ΔA、ΔS总判断过程的方向.
三. 证明题 ① ②对于范德华气体: 四.计算题 ①. 1 mol单原子理想气体,从202.65 kPa, 11.2 dm3沿pT = C (C为常数)可逆压缩至405.3 kPa, 求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、 ΔS、ΔA、ΔG(已知S1 = 100 J∙K-1∙mol-1. ②.如图所示,一带活塞 (无质量,绝热)的绝热汽缸中放有一固定导热良好刚性隔板,此隔板将气缸分成左,右两室并分别放入 A, B 两种理想气体。开始时活塞用销钉固定,当销钉去掉后,活塞移动。当系统达平衡时,求此过程的 W、H 和S。A(g)与B(g)的 Cv,m= 3R/2。 ③叙述题:试用ΔG = ΔH - TΔS 解释等温下的“相似相溶原理”,以苯溶于四氯化碳而不溶于水为例.
一. ACCCB ADDAA 二.××××√ √√√×√ 三.
四. 解①: p1= 202.65 kPa p2 = 405.3 kPa T1 = → T2 = V1 =11.2 dm3V2 = S1 =100 J∙K-1∙mol-1S2 = T1 = p1V1/nR = 202.65×11.2/8.314 = 273 K, T2 = p1T1/p2 = 202.65× 273/405.3 = 136.5 K, V2 = nRT2/p2 = 8.315×136.5/405.3 = 2.8 dm3 ΔU = CV(T2 – T1) = 1.5 ×8.315 ×(136.5 - 273) = - 1702 J ΔH = Cp(T2 - T1) = 2.5 ×8.315 ×(136.5 - 273) = - 2837 J Q = ΔU – W = -1702 - 2207 = - 3972 J S2 = S1 + ΔS = 100 - 8.6 = 91.4 J∙K-1 ΔA = ΔU – (T2S2–T1S1) = 13.122 kJ ΔG = ΔH – (T2S2–T1S1) = 11.987 kJ
A B A B 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol 400 K T 400 K T 1013.25 kPa 101.325 kPa 1013.25 kPa p 解②: