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第三章 热力学第二定律讲解学习

第三章 热力学第二定律讲解学习
第三章 热力学第二定律讲解学习

第三章热力学第二定律

一、选择题

1.理想气体与温度为T 的大热源接触,做等温膨胀吸热Q,而所做的功是变到相同终态最大功的20%,则体系的熵变为()

A.ΔS = 5Q /T

B.ΔS = Q /T

CΔS= Q/5T D.ΔS =T/Q A

2.下列过程哪一种是等熵过程()

A. 1mol 某液体在正常沸点下发生相变

B. 1mol 氢气经一恒温可逆过程

C. 1mol 氮气经一绝热可逆膨胀或压缩过程

D. 1mol 氧气经一恒温不可逆过程

C

3.d G = ?S d T+V d p 适用的条件是()

A.只做膨胀功的单组分,单相体系

B. 理想气体

C. 定温、定压

D. 封闭体系 A 4.熵变△S 是

(1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和

(3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数

以上正确的是:()

A.1,2

B. 2,3

C. 2

D.4 C 5.体系经历一个不可逆循环后()

A.体系的熵增加

B.体系吸热大于对外做功

C.环境的熵一定增加 C环境内能减少 C 6.理想气体在绝热可逆膨胀中,对体系的ΔH 和ΔS 下列表示正确的是()A. ΔH > 0, ΔS > 0 B. ΔH = 0, ΔS = 0

C. ΔH < 0, ΔS = 0

D.ΔH < 0, ΔS < 0 B

7.非理想气体绝热可逆压缩过程的△S()

A.=0

B.>0

C.<0

D.不能确定 A

8.一定条件下,一定量的纯铁与碳钢相比,其熵值是()

A.S(纯铁)>S(碳钢)

B.S(纯铁)

C.S(纯铁)=S(碳钢)

D.不能确定 B

9. n mol 某理想气体在恒容下由T

1加热到T

2

,其熵变为△S1,相同量的该气体

在恒压下由T1 加热到T2,其熵变为△S2,则△S1与△S2的关系()

A.△S

1 >△S

2

B. △S

1

= △S

2

C. △S

1

< △S

2

D. △S

1

= △S

2

= 0 C

10.理想气体绝热向真空膨胀,则:()

A.△S = 0, W = 0

B.△H = 0,△U = 0

C.△G = 0,△H = 0

D.△U = 0,△G = 0 B

11.系统经历一个不可逆循环后:()

A.系统的熵增加

B.系统吸热大于对外作的功

C.环境的熵一定增加

D.环境的内能减少 C

12.下列四种表述:

(1) 等温等压下的可逆相变过程中,系统的熵变△S =△H 相变/T 相变

(2) 系统经历一自发过程总有d S > 0

(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向

(4) 在绝热可逆过程中,系统的熵变为零

两者都不正确者为:()

A.(1)、(2)

B.(3)、(4)

C.(2)、(3)

D.(1)、(4) C

13.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:()

A.可以从同一始态出发达到同一终态

B.不可以达到同一终态

C.不能断定A、B 中哪一种正确

D.可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定 B

14.恒温恒压条件下,某化学反应若在电池中可逆进行时吸热,据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零?()

A.△U

B.△H

C.△S

D.△G C

15.在绝热条件下,用大于气筒内的压力,迅速推动活塞压缩气体,此过程的熵变为:()

A.大于零

B.等于零

C.小于零

D.不能确定 A

16.在绝热恒容的反应器中,H

2和Cl

2

化合成HCl,此过程中下列各状态函数的变

化值哪个为零?()

A.△rUm

B.△rHm

C.△rSm

D.△rGm A

二、填空题

1.标准压力、273.15K 时,水凝结为冰,可以判断系统的下列热力学量

△G= 。(0)2.在恒熵、恒容、不做非膨胀功的封闭体系中,当热力学函数到达最值的状态为平衡状态。(U,小)3.1mol 理想气体向真空膨胀,若其体积增加到原来的10 倍,则系统、环境和孤立系统的熵变应分别为:、、(19.14 J/K, 0 , 19.14 J/K)

4.1mol单原子理想气体从p

1V

1

T

1

等容冷却到p

2

V

1

T

2

,则该过程的△U 0,△S 0,

W 0(填>、<、=)。(<、<、=)

5.CO晶体的标准摩尔残余熵S= 。(-5.76J/K·mol)

6. 1 mol Ag(s) 在等容下由273.2K 加热到303.2K, 已知在该温度区间内Ag(s) 的Cv,m/J·K-1·mol-1=24.48,则其熵变为: 。(2.531 J/K)

7. 当反应进度ξ= 1mol 时,可能做的最大非膨胀功为:。(66 kJ)

8. 范德华气体绝热向真空膨胀后,气体的温度将。(下降)

9.单原子理想气体的Cv,m =1.5R,温度由T

1变到T

2

时,等压过程系统的熵变△

Sp 与等容过程熵变△SV 之比是。(5:3)10.固体碘化银(AgI)有α和β两种晶型,这两种晶型的平衡转化温度为419.7K,由α型转化为β型时,转化热等于6462J·mol-1,由α型转化为β型时的△S 应为:。(15.4J)

四、判断题

1. 自然界中存在温度降低,但熵值增加的过程。正确

2. 熵值不可能为负值。正确

3. 体系达平衡时熵值最大,吉布斯自由能最小。不正确

4. 不可逆过程的熵不会减少。不正确

5. 在绝热体系中,发生一个从状态A到状态B的不可逆过程,不论用什么方法,体系再也回不到原来的状态了。正确

6.可逆热机的效率最高,在其他条件相同的情况下,由可逆热机牵引火车,其速度将最慢。正确

7.对于绝热体系,可以用△S≥0判断过程的方向和限度。不正确

8.第二类永动机是不可能制造出来的。正确

9. 把热从低温物体传到高温物体,不引起其它变化是可能的。不正确

10.在101.325kPa,385K 的水变为同温下的水蒸气,对该变化过程,△S(系统)+△S(环境>0 正确

四、计算题

1. 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求

(1)热机效率;

(2)当向环境作功时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。

解:卡诺热机的效率为

根据定义

2.卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求:

(1)热机效率;

(2)当从高温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热

解:(1) 由卡诺循环的热机效率得出

(2)

热力学第二定律习题详解(汇编)

习题十一 一、选择题 1.你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ] (A )由绝热线、等温线、等压线组成的循环; (B )由绝热线、等温线、等容线组成的循环; (C )由等容线、等压线、绝热线组成的循环; (D )由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案:D 解:由热力学第二定律可知,单一热源的热机是不可能实现的,故本题答案为D 。 2.甲说:由热力学第一定律可证明,任何热机的效率不能等于1。乙说:热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说:由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于2 1 1T T -。丁说:由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机的效率等于2 1 1T T - 。对于以上叙述,有以下几种评述,那种评述是对的 [ ] (A )甲、乙、丙、丁全对; (B )甲、乙、丙、丁全错; (C )甲、乙、丁对,丙错; (D )乙、丁对,甲、丙错。 答案:D 解:效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律,由此可以判断A 、C 选择错误。乙的说法是对的,这样就否定了B 。丁的说法也是对的,由效率定义式2 1 1Q Q η=-,由于在可逆卡诺循环中有2211Q T Q T =,所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于21 1T T -。故本题答案为D 。 3.一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀,体积由1V 增至2V ,此过程中气体的 [ ] (A )内能不变,熵增加; (B )内能不变,熵减少; (C )内能不变,熵不变; (D )内能增加,熵增加。 答案:A 解:绝热自由膨胀过程,做功为零,根据热力学第一定律2 1V V Q U pdV =?+?,系统内能 不变;但这是不可逆过程,所以熵增加,答案A 正确。 4.在功与热的转变过程中,下面的那些叙述是正确的?[ ] (A )能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之完全变为有用功;

第二章 热力学第二定律

第二章热力学第二定律 一、单选题 1) 理想气体绝热向真空膨胀,则() A. ?S = 0,?W = 0 B. ?H = 0,?U = 0 C. ?G = 0,?H = 0 D. ?U =0,?G =0 2) 对于孤立体系中发生的实际过程,下式中不正确的是() A. W = 0 B. Q = 0 C. ?S > 0 D. ?H = 0 3) 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则() A. 可以从同一始态出发达到同一终态。 B. 不可以达到同一终态。 C. 不能确定以上A、B中哪一种正确。 D. 可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定。 4) 1mol,100℃及p?下的水向真空蒸发为p?,373K的水蒸汽,过程的△A为( )K J A. 0 B. 0.109 C.-3.101 D.40.67 5) 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。 6) 将氧气分装在同一气缸的两个气室内,其中左气室内氧气状态为p1=101.3kPa,V1=1dm3,T1=273.2K;右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K;现将气室中间的隔板抽掉,使两部分气体充分混合。此过程中氧气的熵变为: ( ) A. ?S >0 B. ?S <0 C. ?S =0 D. 都不一定 7)1mol理想气体向真空膨胀,若其体积增加到原来的10倍,则体系、环境和孤立体系的熵变分别为( )J·K-1 A. 19.14, -19.14, 0 B. -19.14, 19.14, 0 C. 19.14, 0, 19.14 D. 0 , 0 , 0 8) 1 mol,373 K,p?下的水经下列两个不同过程变成373 K,p?下的水蒸汽,(1) 等温等压可逆蒸发,(2) 真空蒸发,这两个过程中功和热的关系为:( ) (A) W1> W2Q1> Q2(B) W1< W2Q1> Q2 (C) W1= W2Q1= Q2(D) W1> W2Q1< Q2 9)封闭系统中, W'= 0,恒温恒压下的化学反应可用( )计算系统的熵变. A. ΔS=Q/T; B. ΔS=ΔH/T; C. ΔS=(ΔH-ΔG)/T D. ΔS=nRln( V2/V1) 10) 理想气体经历等温可逆过程,其熵变的计算公式是:( ) A. ?S =nRT ln(p1/p2) B. ?S =nRT ln(V2/V1) C. ?S =nR ln(p2/p1) D. ?S =nR ln(V2/V1) 11) 固体碘化银(AgI)有α和β两种晶型,这两种晶型的平衡转化温度为419.7K,由α型转化为β型时,转化热等于6462J·mol-1,由α型转化为β型时的熵变?S 应为:( ) J·K-1 A. 44.1 B. 15.4 C. -44.1 D. -15.4 12) dA= -SdT-PdV适用的过程是()。 A.理想气体向真空膨胀B.-10℃,100KPa下水凝固为冰 C.N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g)未达平衡D.电解水制取氧 13) 封闭系统中发生等温等压过程时,系统的吉布斯函数改变量△G等于() A.系统对外所做的最大体积功, B. 可逆条件下系统对外所做的最大非体积功, C.系统对外所做的最大总功, D. 可逆条件下系统对外做的最大总功. 14) 在p?下,373K的水变为同温下的水蒸汽。对于该变化过程,下列各式中哪个正确:( ) A.?S体+?S环> 0 B. ?S体+?S环 < 0 C.?S体+?S环 = 0 D. ?S体+?S环的值无法确定 15) 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) ?A与温度无关;(D) ?G与温度无关。 16) 1mol理想气体从p1,V1,T1分别经:(1) 绝热可逆膨胀到p2,V2,T2;(2) 绝热恒外压下膨胀到p2′,V2′,T2′,若p2 = p2′ 则:( ) A.T2′= T2, V2′= V2, S2′= S2 B.T2′> T2, V2′< V2, S2′< S2 C.T2′> T2, V2′> V2, S2′> S2 D.T2′< T2, V2′< V2, S2′< S2

第二章热力学第一定律

第二章热力学第一定律 思考题 1设有一电炉丝浸于水中,接上电源,通过电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统,试问 A U , Q,W为正为负还是为零? (1) 以电炉丝为系统; (2 )以电炉丝和水为系统; (3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。 2设有一装置如图所示,(1)将隔板抽去以后,以空气为系统时,AJ, Q, W为正为负还是为零?(2) 如右方小室亦有空气,不过压力较左方小,将隔板抽去以后,以所有空气为系统时,A U, Q , W为正为负还是为零? 作业题 1 (1)如果一系统从环境接受了160J的功,内能增加了200J,试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中,对环境做了10 540J的功,同时吸收了27 110J的热,试问系统的内能变化为若干? [答案:⑴吸收40J; (2) 16 570J] 2在一礼堂中有950人在开会,每个人平均每小时向周围散发出4. 2xl05J的热量,如果以礼堂中的 空气和椅子等为系统,则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统,则其AU = ? [答案:1.3 M08J;0] 3 一蓄电池其端电压为12V,在输出电流为10A下工作2小时,这时蓄电池的内能减少了 1 265 000J,试求算此过程中蓄电池将吸收还是放岀多少热? [答案:放热401000J] 4体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀,其压力从106Pa降低到105Pa计算此过程所能作出的最大 功为若干? [答案:9441J] 5在25C下,将50gN2作定温可逆压缩,从105Pa压级到2X106Pa,试计算此过程的功。如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态,问此膨胀过程的功又为若干? [答案:-.33 X04J; 4.20 X03J] 6计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3; 始态及终态温度均为100 Co (1) 向真空膨胀; (2) 在外压恒定为气体终态的压力下膨胀; (3) 先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀,当膨胀到50dm3(此时温度仍为100C) 以后,再在外压等于100 dm3时气体的平衡压力下膨胀; (4) 定温可逆膨胀。 试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题? [答案:0; 2326J; 310l J; 4299J] 习

物理化学第二章 热力学第一定律

第二章 热力学第一定律 一.基本要求 1.掌握热力学的一些基本概念,如:各种系统、环境、热力学状态、系 统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2.能熟练运用热力学第一定律,掌握功与热的取号,会计算常见过程中 的, , Q W U ?和H ?的值。 3.了解为什么要定义焓,记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4.掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数,能熟练地运用热力学 第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中, , , , U H W Q ??的计算。 二.把握学习要点的建议 学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒 定组成的封闭系统中,能量守恒与转换的问题,所以一开始就要掌握热力学的一 些基本概念。这不是一蹴而就的事,要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做 习题等反反复复地加深印象,才能建立热力学的概念,并能准确运用这些概念。 例如,功和热,它们都是系统与环境之间被传递的能量,要强调“传递”这 个概念,还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变 化的过程联系在一起。譬如,什么叫雨?雨就是从天而降的水,水在天上称为云, 降到地上称为雨水,水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨,也就是说, “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中,还可以列举出其他与过程有关的 名词,如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式,但是,它们一定要与传递 的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热,除热以外, 其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之 间,系统内部传递的能量既不能称为功,也不能称为热,仅仅是热力学能从一种 形式变为另一种形式。同样,在环境内部传递的能量,也是不能称为功(或热) 的。例如在不考虑非膨胀功的前提下,在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、 燃烧甚至爆炸等剧烈变化,由于与环境之间没有热的交换,也没有功的交换,所 以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部,热力学能从一种形式变为

热力学第二定律的建立及意义

1引言 热力学第二定律是在研究如何提高热机效率的推动下, 逐步被人们发现的。19蒸汽机的发明,使提高热机效率的问题成为当时生产领域中的重要课题之一. 19 世纪20 年代, 法国工程师卡诺从理论上研究了热机的效率问题. 卡诺的理论已经深含了热力学第二定律的基本思想,但由于受到热质说的束缚,使他当时未能完全探究到问题的底蕴。这时,有人设计这样一种机械——它可以从一个热源无限地取热从而做功,这被称为第二类永动机。1850 年,克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出:一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律。不久,1851年开尔文又提出:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用功而不产生其他影响;或不可能用无生命的机器把物质的任何部分冷至比周围最低温度还低,从而获得机械功。这就是热力学第二定律的“开尔文表述”。在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念,并将热力学第二定律表述为:在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加。奥斯特瓦尔德则表述为:第二类永动机不可能制造成功。热力学第二定律的各种表述以不同的角度共同阐述了热力学第二定律的概念,完整的表达出热力学第二定律的建立条件并且引出了热力学第二定律在其他方面的于应用及意义。 2热力学第二定律的建立及意义 2.1热力学第二定律的建立 热力学第二定律是在研究如何提高热机效率的推动下, 逐步被人们发现的。但是它的科学价值并不仅仅限于解决热机效率问题。热力学第二定律对涉及热现象的过程, 特别是过程进行的方向问题具有深刻的指导意义它在本质上是一条统计规律。与热力学第一定律一起, 构成了热力学的主要理论基础。 18世纪法国人巴本发明了第一部蒸汽机,后来瓦特改进的蒸汽机在19 世纪得到广泛地应用, 因此提高热机效率的问题成为当时生产领域中的重要课题之一. 19 世纪20 年代, 法国工程师卡诺(S.Carnot, 1796~ 1832) 从理论上研究了热机的效率问题。

第二章热力学第一定律练习题及答案

第一章热力学第一定律练习题 一、判断题(说法对否): 1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统,该系统的状态 完全确定。 3.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完 全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q和W的值一般不同,Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH,Q V = ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。 7.体积是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中,当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9.在101.325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。 11.1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。12.因焓是温度、压力的函数,即H = f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时,由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。 13.因Q p = ΔH,Q V = ΔU,所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14.卡诺循环是可逆循环,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了,环境也会复原。 15.若一个过程中每一步都无限接近平衡态,则此过程一定是可逆过程。16.(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17.一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡,则末态温度不变。 18.当系统向环境传热(Q < 0)时,系统的热力学能一定减少。

高中物理第4章能量守恒与热力学定律3宏观过程的方向性4热力学第二定律5初识熵学业分层测评教科版3

宏观过程的方向性 热力学第二定律 初识熵 (建议用时:45分钟) [学业达标] 1.下列关于熵的有关说法正确的是( ) A.熵是系统内分子运动无序性的量度 B.在自然过程中熵总是增加的 C.热力学第二定律也叫做熵减小原理 D.熵值越大表示系统越无序 E.熵值越小表示系统越无序 【解析】根据熵的定义知A正确;从熵的意义上说,系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展,B正确;热力学第二定律也叫熵增加原理,C错;熵越大,系统越混乱,无序程度越大,D正确,E错误. 【答案】ABD 2.下列说法正确的是( ) A.热量能自发地从高温物体传给低温物体 B.热量不能从低温物体传到高温物体 C.热传导是有方向性的 D.气体向真空中膨胀的过程是有方向性的 E.气体向真空中膨胀的过程是可逆的 【解析】如果是自发的过程,热量只能从高温物体传到低温物体,但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体,只是不能自发地进行,在外界条件的帮助下,热量也能从低温物体传到高温物体,选项A、C对,B错;气体向真空中膨胀的过程是不可逆的,具有方向性,选项D对,E错. 【答案】ACD 3.以下说法正确的是( ) 【导学号:74320064】A.热传导过程是有方向性的,因此两个温度不同的物体接触时,热量一定是从高温物体传给低温物体的 B.热传导过程是不可逆的 C.两个不同的物体接触时热量会自发地从内能多的物体传向内能少的物体 D.电冰箱制冷是因为电冰箱自发地将内部热量传给外界

E.热量从低温物体传给高温物体必须借助外界的帮助 【解析】热量可以自发地由高温物体传递给低温物体,热量从低温物体传递给高温物体要引起其他变化,A、B、E选项正确. 【答案】ABE 4.(2016·西安高二检测)下列说法中不正确的是( ) A.电动机是把电能全部转化为机械能的装置 B.热机是将内能全部转化为机械能的装置 C.随着技术不断发展,可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能 D.虽然不同形式的能量可以相互转化,但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以完全利用 E.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递 【解析】由于电阻的存在,电流通过电动机时一定发热,电能不能全部转化为机械能,A错误;根据热力学第二定律知,热机不可能将内能全部转化为机械能,B错误;C项说法违背热力学第二定律,因此错误;由于能量耗散,能源的可利用率降低,D正确;在电流做功的情况下,热量可以从低温物体向高温物体传递,故E正确. 【答案】ABC 5.下列说法中正确的是( ) A.一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B.一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可能实现的 C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D.一切物理过程都不可能自发地进行 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆的 【解析】热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,但可以自发地从高温物体传到低温物体;并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能实现,故A、C正确,B、D错误,一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的,则E正确. 【答案】ACE 6.下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( ) 【导学号:74320065】A.大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开 B.将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩散到整杯水中,经过一段时间,墨水和清水不会自动分开 C.冬季的夜晚,放在室外的物体随气温的降低,不会由内能自发地转化为机械能而动

11 热力学第二定律习题详解电子教案

11热力学第二定律 习题详解

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2 习题十一 一、选择题 1.你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ] (A )由绝热线、等温线、等压线组成的循环; (B )由绝热线、等温线、等容线组成的循环; (C )由等容线、等压线、绝热线组成的循环; (D )由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案:D 解:由热力学第二定律可知,单一热源的热机是不可能实现的,故本题答案为D 。 2.甲说:由热力学第一定律可证明,任何热机的效率不能等于1。乙说:热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说:由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于211T T - 。丁说:由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机的效率等于211T T - 。对于以上叙述,有以下几种评述,那种评述是对的 [ ] (A )甲、乙、丙、丁全对; (B )甲、乙、丙、丁全错; (C )甲、乙、丁对,丙错; (D )乙、丁对,甲、丙错。 答案:D 解:效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律,由此可以判断A 、C 选择错误。乙的说法是对的,这样就否定了B 。丁的说法也是对的,由效率定义式211Q Q η=-,由于在可逆卡诺循环中有2211 Q T Q T =,所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于211T T - 。故本题答案为D 。 3.一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀,体积由1V 增至2V ,此过程中气体的 [ ]

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3 (A )内能不变,熵增加; (B )内能不变,熵减少; (C )内能不变,熵不变; (D )内能增加,熵增加。 答案:A 解:绝热自由膨胀过程,做功为零,根据热力学第一定律2 1V V Q U pdV =?+?,系统内能不变;但这是不可逆过程,所以熵增加,答案A 正确。 4.在功与热的转变过程中,下面的那些叙述是正确的?[ ] (A )能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之完全变为有用功; (B )其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率,可逆卡诺机的效率最高; (C )热量不可能从低温物体传到高温物体; (D )绝热过程对外做正功,则系统的内能必减少。 答案:D 解:(A )违反了开尔文表述;(B )卡诺定理指的是“工作在相同高温热源和相同低温热源之间的一切不可逆热机,其效率都小于可逆卡诺热机的效率”,不是说可逆卡诺热机的效率高于其它一切工作情况下的热机的效率; (C )热量不可能自动地从低温物体传到高温物体,而不是说热量不可能从低温物体传到高温物体。故答案D 正确。 5.下面的那些叙述是正确的?[ ] (A )发生热传导的两个物体温度差值越大,就对传热越有利; (B )任何系统的熵一定增加; (C )有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量,但无规则运动的能量不能够变为有规则运动的能量; (D )以上三种说法均不正确。 答案:D 解:(A )两物体A 、B 的温度分别为A T 、B T ,且A B T T >,两物体接触后, 热量dQ 从A 传向B ,经历这个传热过程的熵变为11( )B A dS dQ T T =-,因此两

第3章 热力学第一定律

第3章 热力学第一定律 3.1 基本要求 深刻理解热量、储存能、功的概念,深刻理解内能、焓的物理意义 理解膨胀(压缩)功、轴功、技术功、流动功的联系与区别 熟练应用热力学第一定律解决具体问题 3.2 本章重点 1.必须学会并掌握应用热力学第一定律进行解题的方法,步骤如下: 1)根据需要求解的问题,选取热力系统。 2)列出相应系统的能量方程 3)利用已知条件简化方程并求解 4)判断结果的正确性 2.深入理解热力学第一定律的实质,并掌握其各种表达式(能量方程)的使用对象和应用条件。 3.切实理解热力学中功的定义,掌握各种功量的含义和计算,以及它们之间的区别和联系,切实理解热力系能量的概念,掌握各种系统中系统能量增量的具体含义。 4.在本章学习中,要更多注意在稳态稳定流动情况下,适用于理想气体和可逆过程的各种公式的理解与应用。 3.3 例 题 例1.门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗? 解:按题意,以门窗禁闭的房间为分析对象,可看成绝热的闭口系统,与外界无热量交换,Q =0,如图3.1所示,当安置在系统内部的电冰箱运转时,将有电功输入系统,根据热力学规定:W <0,由热力学第一定律W U Q +?=可知, 0>?U ,即系统的内能增加,也就是房间内空气的内能增加。由于空气可视为理 想气体,其内能是温度的单值函数。内能增加温度也增加,可见此种想法不但不能达到降温目的,反而使室内温度有所升高。 若以电冰箱为系统进行分析,其工作原理如图3.1所示。耗功W 后连同从冰室内取出的冷量0Q 一同通过散热片排放到室内,使室内温度升高。

热力学第二定律习题解析

第二章热力学第二定律 习题 一 . 选择题: 1. 理想气体绝热向真空膨胀,则 ( ) (A) △S = 0,W = 0 (B) △H = 0,△U = 0 (C) △G = 0,△H = 0 (D) △U = 0,△G = 0 2. 熵变△S 是 (1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数 以上正确的是() (A) 1,2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4 3. 对于孤立体系中发生的实际过程,下式中不正确的是:() (A) W = 0 (B) Q = 0 (C) △S > 0 (D) △H = 0 4. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程() (A) 可以从同一始态出发达到同一终态 (B) 不可以达到同一终态 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确 (D) 可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定 5. P?、273.15K 水凝结为冰,可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零? (A) △U (B) △H (C) △S (D) △G 6. 在绝热恒容的反应器中,H2和 Cl2化合成 HCl,此过程中下列各状态函数的变 化值哪个为零? ( ) (A) △r U m (B) △r H m (C) △r S m (D) △r G m 7. 在绝热条件下,用大于气筒内的压力,迅速推动活塞压缩气体,此过程的熵变为: ( ) (A) 大于零 (B) 等于零 (C) 小于零 (D) 不能确定 8. H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程:() (A) △H = 0 (B) △U = 0 (C) △S = 0 (D) △G = 0

热力学第二定律概念及公式总结

热力学第二定律 一、 自发反应-不可逆性(自发反应乃是热力学的不可逆过程) 一个自发反应发生之后,不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响,也就是说自发反应是有方向性的,是不可逆的。 二、 热力学第二定律 1. 热力学的两种说法: Clausius:不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化 Kelvin :不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而不发生其他的变化 2. 文字表述: 第二类永动机是不可能造成的(单一热源吸热,并将所吸收的热完全转化为功) 功 热 【功完全转化为热,热不完全转化为功】 (无条件,无痕迹,不引起环境的改变) 可逆性:系统和环境同时复原 3. 自发过程:(无需依靠消耗环境的作用就能自动进行的过程) 特征:(1)自发过程单方面趋于平衡;(2)均不可逆性;(3)对环境做功,可从自发过程获得可用功 三、 卡诺定理(在相同高温热源和低温热源之间工作的热机) ηη≤ηη (不可逆热机的效率小于可逆热机) 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机,其热机效率都相同,且与工作物质无关 四、 熵的概念 1. 在卡诺循环中,得到热效应与温度的商值加和等于零:ηηηη+η ηηη=η 任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态,而与可逆途径无关 热温商具有状态函数的性质 :周而复始 数值还原 从物理学概念,对任意一个循环过程,若一个物理量的改变值的总和为0,则该物理量为状态函数 2. 热温商:热量与温度的商 3. 熵:热力学状态函数 熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量 ηη :起始的商 ηη :终态的熵 ηη=(ηηη)η (数值上相等) 4. 熵的性质: (1)熵是状态函数,是体系自身的性质 是系统的状态函数,是容量性质 (2)熵是一个广度性质的函数,总的熵的变化量等于各部分熵的变化量之和 (3)只有可逆过程的热温商之和等于熵变 (4)可逆过程热温商不是熵,只是过程中熵函数变化值的度量 (5)可用克劳修斯不等式来判别过程的可逆性 (6)在绝热过程中,若过程是可逆的,则系统的熵不变 (7)在任何一个隔离系统中,若进行了不可逆过程,系统的熵就要增大,所以在隔离系统中,一切能自动进行的过程都引起熵的增大。若系统已处于平衡状态,则其中的任何过程一定是可逆的。 五、克劳修斯不等式与熵增加原理 不可逆过程中,熵的变化量大于热温商 ηηη→η?(∑ηηηηηηη)η>0 1. 某一过程发生后,体系的热温商小于过程的熵变,过程有可能进行不可逆过程 2. 某一过程发生后,热温商等于熵变,则该过程是可逆过程

热力学第二定律详解

热力学第二定律(英文:second law of thermodynamics)是热力学的四条基本定律之一,表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自发地朝着热力学平衡方向──最大熵状态──演化,同样地,第二类永动机永不可能实现。 这一定律的历史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究,及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述,其中最具代表性的是克劳修斯表述(1850年)和开尔文表述(1851年),这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助鲁道夫·克劳修斯所引入的熵的概念,具体表述为克劳修斯定理。 虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律,无法得到解释,但随着统计力学的发展,这一定律得到了解释。 这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性[2]:p.262及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度,更使这概念被引用到物理学之外诸多领域,如信息论及生态学等 克劳修斯表述 克劳修斯 克劳修斯表述是以热量传递的不可逆性(即热量总是自 发地从高温热源流向低温热源)作为出发点。 虽然可以借助制冷机使热量从低温热源流向高温热源, 但这过程是借助外界对制冷机做功实现的,即这过程除 了有热量的传递,还有功转化为热的其他影响。 1850年克劳修斯将这一规律总结为: 不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。 开尔文表述 参见:永动机#第二类永动机

开尔文勋爵 开尔文表述是以第二类永动机不可能实现这一规律作为 出发点。 第二类永动机是指可以将从单一热源吸热全部转化为 功,但大量事实证明这个过程是不可能实现的。功能够 自发地、无条件地全部转化为热;但热转化为功是有条 件的,而且转化效率有所限制。也就是说功自发转化为热这一过程只能单向进行而不可逆。 1851年开尔文勋爵把这一普遍规律总结为: 不可能从单一热源吸收能量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。 两种表述的等价性 上述两种表述可以论证是等价的: 1.如果开尔文表述不真,那么克劳修斯表述不真:假设存在违反开尔文表述 的热机A,可以从低温热源吸收热量并将其全部转化为有用功。假设存在热机B,可以把功完全转化为热量并传递给高温热源(这在现实中可实现)。此时若让A、B联合工作,则可以看到从低温热源流向高温热源,而并未产生任何其他影响,即克劳修斯表述不真。 2.如果克劳修斯表述不真,那么开尔文表述不真:假设存在违反克劳修斯表 述的制冷机A,可以在不利用外界对其做的功的情况下,使热量由低温热源流向高温热源。假设存在热机B,可以从高温热源吸收热量 并将其中的热量转化为有用功,同时将热量传递给低温热源(这在现实中可实现)。此时若让A、B联合工作,则可以看到A与B联合组成的热机从高温热源吸收热量并将其完全转化为有 用功,而并未产生任何其他影响,即开尔文表述不真。 从上述二点,可以看出上述两种表述是等价的。

物理化学答案——第二章-热力学第二定律

第二章 热力学第二定律 一、基本公式和基本概念 基本公式 1. 热力学第二定律的数学表达式----克劳修斯不等式 () A B A B Q S T δ→→?-≥∑ 2. 熵函数的定义 ()R Q dS T δ=, ln S k =Ω 3. 熵变的计算 理想气体单纯,,p V T 变化 22,1122,11 22,,1 1 ln ln ln ln ln ln V m p m p m V m T V S C R T V T p S C R T p V p S C C V p ?=+?=-?=+ 理想气体定温定压混合过程 ln i i i S R n x ?=-∑ 封闭系统的定压过程 2 1 ,d T p m T C S n T T ?=? 封闭系统定容过程 2 1 ,d T V m T C S n T T ?=? 可逆相变 m n H S T ??= 标准状态下的化学反应 ,()r m B m B B S S T θ θ ν ?= ∑ 定压下由1T 温度下的化学反应熵变求2T 温度下的熵变 2 1 ,21()()d T p m r m r m T C S T S T T T ??=?+ ? 4. 亥姆霍兹函数 A U T S ≡- 5. 吉布斯函数 G H T S ≡- 6. G ?和A ?的计算(A ?的计算原则与G ?相同,做相应的变换即可)

定温过程 G H T S ?=?-? 组成不变的均相封闭系统的定温过程 21 d p p G V p ?= ? 理想气体定温过程 21 ln p G nRT p ?= 7. 热力学判据 熵判据:,()0U V dS ≥ 亥姆霍兹函数判据:,,'0(d )0T V W A =≤ 吉布斯函数判据:,,'0(d )0T p W G =≤ 8. 热力学函数之间的关系 组成不变,不做非体积功的封闭系统的基本方程 d d d d d d d d d d d d U T S p V H T S V p A S T p V G S T V p =- =+=--=-+ 麦克斯韦关系 S V p S T V p T T p V S T V p S S p V T S V p T ?????? =- ? ? ???????????? = ? ? ???????????? = ? ? ???????????? =- ? ? ?????? 9. 吉布斯-亥姆霍兹方程 2 ()p G H T T T ??? ????=-??????? 基本概念 1. 热力学第二定律 在研究化学或物理变化驱动力来源的过程中,人们注意到了热功交换的规律,抓住了事物的共性,提出了具有普遍意义的熵函数。根据熵函数以及由此导出的其他热力学函数,可

(完整word版)第 二 章 热力学第一定律练习题及解答

第 二 章 热力学第一定律 一、思考题 1. 判断下列说法是否正确,并简述判断的依据 (1)状态给定后,状态函数就有定值,状态函数固定后,状态也就固定了。 答:是对的。因为状态函数是状态的单值函数。 (2)状态改变后,状态函数一定都改变。 答:是错的。因为只要有一个状态函数变了,状态也就变了,但并不是所有的状态函数都得变。 (3)因为ΔU=Q V ,ΔH=Q p ,所以Q V ,Q p 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗? 答:是错的。?U ,?H 本身不是状态函数,仅是状态函数的变量,只有在特定条件下与Q V ,Q p 的数值相等,所以Q V ,Q p 不是状态函数。 (4)根据热力学第一定律,因为能量不会无中生有,所以一个系统如要对外做功,必须从外界吸收热量。 答:是错的。根据热力学第一定律U Q W ?=+,它不仅说明热力学能(ΔU )、热(Q )和功(W )之间可以转化,有表述了它们转化是的定量关系,即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热,也可转化为热力学能系。 (5)在等压下,用机械搅拌某绝热容器中的液体,是液体的温度上升,这时ΔH=Q p =0 答:是错的。这虽然是一个等压过程,而此过程存在机械功,即W f ≠0,所以ΔH≠Q p 。 (6)某一化学反应在烧杯中进行,热效应为Q 1,焓变为ΔH 1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池,使化学反应和电池反应的始态和终态形同,这时热效应为Q 2,焓变为ΔH 2,则ΔH 1=ΔH 2。 答:是对的。Q 是非状态函数,由于经过的途径不同,则Q 值不同,焓(H )是状态函数,只要始终态相同,不考虑所经过的过程,则两焓变值?H 1和?H 2相等。 2 . 回答下列问题,并说明原因 (1)可逆热机的效率最高,在其它条件相同的前提下,用可逆热机去牵引货车,能否使火车的速度加快? 答?不能。热机效率h Q W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。

第三章 热力学第二定律讲解学习

第三章热力学第二定律 一、选择题 1.理想气体与温度为T 的大热源接触,做等温膨胀吸热Q,而所做的功是变到相同终态最大功的20%,则体系的熵变为() A.ΔS = 5Q /T B.ΔS = Q /T CΔS= Q/5T D.ΔS =T/Q A 2.下列过程哪一种是等熵过程() A. 1mol 某液体在正常沸点下发生相变 B. 1mol 氢气经一恒温可逆过程 C. 1mol 氮气经一绝热可逆膨胀或压缩过程 D. 1mol 氧气经一恒温不可逆过程 C 3.d G = ?S d T+V d p 适用的条件是() A.只做膨胀功的单组分,单相体系 B. 理想气体 C. 定温、定压 D. 封闭体系 A 4.熵变△S 是 (1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数 以上正确的是:() A.1,2 B. 2,3 C. 2 D.4 C 5.体系经历一个不可逆循环后() A.体系的熵增加 B.体系吸热大于对外做功 C.环境的熵一定增加 C环境内能减少 C 6.理想气体在绝热可逆膨胀中,对体系的ΔH 和ΔS 下列表示正确的是()A. ΔH > 0, ΔS > 0 B. ΔH = 0, ΔS = 0 C. ΔH < 0, ΔS = 0 D.ΔH < 0, ΔS < 0 B 7.非理想气体绝热可逆压缩过程的△S() A.=0 B.>0 C.<0 D.不能确定 A 8.一定条件下,一定量的纯铁与碳钢相比,其熵值是() A.S(纯铁)>S(碳钢) B.S(纯铁)

2019届人教版 热力学第二定律 单元测试

热力学第二定律 一、选择题 1.关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述正确的是(). A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能,故这两条定律是相互矛盾的 B.内能可以转化为其他形式的能,只是会产生其他影响,故两条定律并不矛盾 C.两条定律都是有关能量的转化规律,它们不但不矛盾,而且没有本质区别 D.其实,能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律 2.以下哪个现象不违背热力学第二定律(). A.一杯热茶在打开盖后,茶会自动变得更热 B.没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率可能是100 C.桶中浑浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离 D.热量自发地从低温物体传到高温物体 3.下列关于能量耗散的说法,正确的是(). A.能量耗散使能的总量减少,违背了能量守恒定律 B.能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用 C.各种形式的能量向内能的转化,是能够自动全额发生的 D.能量耗散导致能量品质的降低 4.关于能源,以下说法中正确的是(). A.煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的 B.能源的利用过程,实质上是能的转化和转移的过程 C.到目前为止,人类所利用的所有能源实际上都是太阳能转化而成的 D.核能和地热能来自地球本身 5.当前世界上日益严重的环境问题主要源于(). A.温室效应B.厄尔尼诺现象 C.人类对环境的污染和破坏D.火山喷发和地震 6.下列叙述中不正确的是(). A.市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量 B.无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏 C.大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因 D.“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一 7.如图所示为电冰箱的工作原理图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.那么,下列说法中正确的是().

热力学第二定律导学案

【教学目标】 1、了解热传导过程的方向。 2、了解什么是第二类永动机,为什么第二类永动机不可能制成。 3、了解热力学第二定律的两种不同的表述以及这两种表述的物理实质。 4、了解什么是能量耗散。 5、知道绝对零度不可能达到。 6、指导学生分析事例,培养学生分析问题和理论联系实际的能力 【重点、难点分析】 重点:1、热力学第二定律两种常见的表述 2、什么是绝对零度,知道它是不可达到的 难点:1、热力学第二定律表述的物理实质 2、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 【课时安排】一课时 【课前准备】 教师:投影仪及胶片,一个电冰箱模型,一盆凉水,准备一个酒精灯和一个铁块,铁钳

学生:课下预习课文,在家观察自家的电冰箱 【教学设计】 引入新课 我们在初中学过,当物体温度升高时,就要吸收热量;当物体温度降低时,就要放出热量。而且热量公式Q = cm△t,这里有一个有趣的问题:地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×1018 t , 如果这些海水的温度降低0.1o C,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2×103J/(kg·℃)。下面请大家计算一下。 学生计算:Q = 4.2×103×1.4×1018×103×0.1 = 5.8×1023J 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这“新能源”呢?原来,这样做是不可能的,这涉及物理学的一个基本定律,这就是本节要讨论的热力学第二定律。 【板书】第六节热力学第二定律 【板书】一、热传导的方向性 教师实验,点燃酒精灯,用钳夹住事先准备好的铁块,在火焰上灼烧一段时间后,问学生现在用手摸会出现什么现象?下面把灼热的铁块放入冷水中,过一段时间,拿出铁块现在你们敢用手摸吗?通过这个实验说明什么问题? 学生思考,教师给予启发

(完整版)第二章热力学第一定律.doc

第二章热力学第一定律 1、如果一个系统从环境吸收了40J 的热,而系统的热力学能却增加了200J ,问系统从环境中得到了多少功?如果该系统在膨胀过程中对环境作了 10kJ 的功,同时收了 28kJ 的热,求系统的热力学能变化值。 解:根据U Q W 热力学第一定律,可知 W U Q (200 40) 160J (系统从环境吸热,Q 0 ) U Q W 28 10 18kJ (系统对环境做功,W 0 ) 2、有 10mol 的气体(设为理想气体),压力为 1000kPa ,温度为 300K ,分别求出等温时下列过程的功: (1)在空气中压力为 100kPa 时,体积胀大1dm3; (2)在空气中压力为 100kPa 时,膨胀到气体压力也是100kPa ; (3)等温可逆膨胀至气体的压力为100kPa ; 解:(1)外压始终维持恒定,系统对环境做功 W p e V100 103 1 10 3 100J (2) 10mol,300K10mol,300K 1000kPa,V 1100kPa,V 2 W p e V p e (V2 V1 ) p e(nRT 2 nRT 1) nRTp e ( 1 1 ) p2 p1 p2 p1 10 8.314 300 100 103 ( 1 1 103 ) 2.2 104 J 100 103 1000 (3)等温可逆膨胀: V2 p e dV nRT ln V 2 nRT ln p 1 W V1 V1 p2 10 8.314 300 ln 1000 5.74 10 4 J 100 3、 1mol 单原子理想气体,C V ,m 3 R ,始态(1)的温度为273K ,体积为 22.4dm3,2 经历如下三步,又回到始态,请计算每个状 态的压力, Q ,W和U 。 (1)等容可逆升温由始态(1)到 546K 的状态( 2); (2)等温( 546K )可逆膨胀由状态( 2)到44.8dm3的状态( 3); (3)经等压过程由状态( 3)回到始态

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