物理化学课后答案-热力学第二定律.doc

《物理化学课后答案-热力学第二定律.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章热力学第二定律【复习题】【1】指出下列公式的适用范围。（1）;（2）;（3）；（4）（5）作为判据时必须满足的条件。【解】（1）封闭体系平衡态，理想气体的等温混合，混合前后每种气体单独存在时的压力都相等，且等于混合后气体的总压力。（2）非等温过程中熵的变化过程，对一定量的理想气体由状态A（P1、V1、T1）改变到状态A（P2、V2、T2）时，可由两种可逆过程的加和而求得。（3）均相单组分（或组成一定的多组分）封闭体系，非体积功为0的任何过程；或组成可变的多相多组分封闭体系，非体积功为0的可逆过程。（4）

2、非体积功为0，组成不变的均相封闭体系的等温过程。（5）：封闭体系的绝热过程，可判定过程的可逆与否；隔离体系，可判定过程的自发与平衡。：封闭体系非体积功为0的等温等容过程，可判断过程的平衡与否；：封闭体系非体积功为0的等温等压过程，可判断过程的平衡与否；【2】判断下列说法是否正确，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）凡熵增加过程都是自发过程；（3）不可逆过程的熵永不减少；（4）系统达平衡时，熵值最大，Gibbs自由能最小；（5）当某系统的热力学能和体积恒定时，<0的过程不可

3、能发生；（6）某系统从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，先在要在相同的始、终态之间设计一个绝热可逆过程；（7）在一个绝热系统中，发生了一个不可逆过程，系统从状态1变到了状态2，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了；（8）理想气体的等温膨胀过程，，系统所吸的热全部变成了功，这与Kelvin的说法不符；（9）冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源，这与Clausius的说法不符；（10）恒大于。【答】（1）不正确，因为不可逆过程不一定是自发的例如可逆压缩就不是自发过程，但自发过程一定是不可逆的；（2）不正确，

4、因为熵增加过程不一定是自发过程，但自发过程都是熵增加的过程；所以必须在隔离体系中凡熵增加过程都是自发过程。（3）不正确，因为不可逆过程不一定是自发的，而自发过程的熵永不减少；所以必须在隔离体系中。不可逆过程的熵永不减少（4）不正确。绝热体系或隔离体系达平衡时熵最大，等温等压不作非体积功的条件下，体系达平衡时Gibbs自由能最小。（5）不正确，因为只有当系统的U和V恒定非体积功为0时，<0和=0的过程不可能发生；（6）不正确，根据熵增加原理，绝热不可逆过程的＞0，而绝热可逆过程的=0，从同一始态出发经历一个绝热

5、不可逆过程的熵值和经历一个绝热可逆过程的熵值永不相等，不可能达到同一终态。（7）正确，在绝热系统中，发生了一个不可逆过程，从状态1变到了状态2，＞0，S2＞S1，仍然在绝热系统中，从状态2出发，无论经历什么过程，体系的熵值有增无减，所以永远回不到原来状态了。（8）不正确，Kelvin的说法是不可能从单一的热源取出热使之变为功而不留下其它变化。关键是不留下其它变化，理想气体的等温膨胀时热全部变成了功，，体积增大了，环境的体积缩小的，留下了变化，故原来的说法不违反Kelvin的说法。（9）不正确，Clausius

6、的说法是不可能把热从低温热源传到高温热源而不引起其它变化。冷冻机可以从低温热源吸热放给高温热源时环境失去了功，得到了热引起了变化，故原来的说法不违反Clausius的说法。（10）不正确，因为＞0，＜0，即＞0，＞0，则＞0，恒大于。但有例外，如对277.15K的水，=0，此时。【3】指出下列各过程中，和等热力学函数的变量哪些为零，哪些绝对值相等？（1）理想气体真空膨胀；（2）理想气体等温可逆膨胀；（3）理想气体绝热节流膨胀；（4）实际气体绝热可逆膨胀；（5）实际气体绝热节流膨胀；（6）和在绝热钢瓶中发生反应

7、生成水；（7）和在绝热钢瓶中发生反应生成；（8）；（9）在等温、等压、不作非膨胀功的条件下，下列反应达到平衡（10）绝热、恒压、不作非膨胀功的条件下，发生了一个化学反应。【解】（1）（2），（3）（4）（5）（6）（7）（8）；（9）；（10）【4】将不可逆过程设计为可逆过程。（1）理想气体从压力为p1向真空膨胀为p2;（2）将两块温度分别为T1，T2的铁块（T1＞T2）相接触，最后终态温度为T（3）水真空蒸发为同温、同压的气，设水在该温度时的饱和蒸气压为p,（4）理想气体从经不可逆过程到达，可设计几条可逆路

8、线，画出示意图。【答】（1）设计等温可逆膨胀（2）在T1和T2之间设置无数个温差为dT的热源，使铁块T1和T1-dT，T1-2dT，…的无数热源接触，无限缓慢地达到终态温度T，使铁块T2和T2-dT，T2-2dT，…的热源接触，无限缓慢地达到终态温度T。（3）可以设计两条可逆途径：一是等压可逆，另一条是等温可逆。（4）可设计下列四条途径，从变化到。（a）等容可逆升压到状态A后再等温可逆膨胀终态Ⅱ；（