1、(一) 填空题1.在高温热源 T1和低温热源 T2之间的卡诺循环, 其热温熵之和 。循环过程的热机效12QT率 。2.任一不可逆循环过程的热温熵之和可以表示为 。0A不 可 逆3.在绝热密闭的刚性容器中发生某一化学反应,此过程的 ; 。sySamb0S4.系统经可逆循环后, ( )0, 经不可逆循环后 ( ) 。 (填,=,0; (b) =0; (c) 0; (b) =0; (c) 0; (b) =0; (c) 0; (b) =0; (c) 0; (b) =0; (c) 0; (b) =0; (c) 0; (b) =0; (c) ;=23. 24. 理想气体,恒温138.29JK25. 增大(
2、五) 选择题答案:1. (c),理想气体恒温过程 ,最大功是可逆功为 5 倍非体积功 ,系统熵0U5rririrWQ变 ,故答案为(c) 。 5irrQST2. (c),因为此化学反应不确定是否可逆化学反应,根据熵定义 ,式中热必须为可逆热,故(a) 和rST(b)公式不能用。而(d) 只是用于理想气体的计算,故答案为(c) 。3. (c), 解答:绝热可逆过程 。 0S4. (a), ,T 和 V 都不变故答案为 (a)。 22,m11lnlVSCR5. (b),循环过程意味着 ,因为过程不可逆,故 ,即答案 b。系 统 0S环系 统15. (1)题图6. (a),此为绝热不可逆过程,故 。
3、0S7. (b), 。 A,2B,211 111lnl.4molnJK0.6oln5.9.40.6VSRRR 8. (d), , ,答案(d)。 3.6kJ9.8=.7kJUQW-123kJmol98rQST9. (c); (c); (c); (a),相变放热 H0。amb10. (b),从熵的物理意义判断冰的无序度更低,所以S 0,H = 0。根据,故U 0;pQ,因为 , ,所以 。 21GTSTS21S21T0G20. (b);(a),石墨是稳定单质, ,而 。 fm0G石 墨$fm金 刚 石$21. (a);(a);(c);(b),此不可逆相变可以通过设计一条始末态相同并且在相同温度、
4、压力(100,101.325kPa)下的可逆相变来计算。因为是可逆相变,所以G=0。相变是吸热过程H 0,对于可逆相变 。 0ST r r0gAUTSQWTSpV22. (b),理想气体恒温过程 。 21lnVGR23. (d),因为 ,故 。210V -121lmol8.345JolK30ln15743 J24. (a),根据 ,温度恒定 ,答案为(a)。 ddSTpTVp25. (b),绝热向真空膨胀 ,dd=d=0VTVTUUC。对于范德华气体,分子间表现为引力作用,分子间距离增大,引力势能增大,即(/)TUVTC热力学能增大,故 ,又因为 , ,故 。 2m=0Tad0VVCd026.
5、 (d),吉布斯函数变化等于零的条件是等温等压且不做非体积功的可逆变化。(六)证明题答案:1证明 根据 ,等式两边同时在恒压条件下对体积求导数HUpVppHUV 根据热力学基本方程: ddTS在恒温条件下,上式两边除以 dp 可得TTTTHpSVV由麦克斯韦关系式 可知TpSVpTHV 假设: (,)SfTpdddppTTCSSp由麦克斯韦关系式可知: ;代入上式, 整理:pTVddppCVST2证明(1)根据热力学基本方程: , 等式两边同时在恒温条件下对压力求导数:dUSdTTTVpp由麦克斯韦关系式可知: ;代入上式,整理:pTSVp pTTTUVpp对理想气体: pTT TpVnRnR20nRpV(2)利用热力学基本方程: ddHTSp在恒温条件下,上式两边除以 dp 可得(1)TTTTSVVp由麦克斯韦关系式可知(2)TpS将(2)式代入(1)式,对于理想气体得: 0pT pHVnRTnRVp3证明(1)由 ,得ddUSVVUSCT因此 ,VTT VTS又知 ,所以TVSp2VTVTV VCSppT(2)对范德华气体, ,得 ,则m2apbR2mRab, m()VTb20VpT即 ,得证。0VTC