物理化学简明教程(印永嘉)-热力学第二定律习题课

第二章热力学第二定律习题课概念和公式例1例2例3例4例5例6例7例8例9例10例11例12一、方向和平衡的判据1熵判据孤立系统：(S)U,V0密闭系统：SQ/T2.亥氏自由能判据(A)T,VW’(A)TW3.吉氏自由能判据(G)T,pW’二、热力学关系式1定义式：H=U+pVA=UTSG=HTS2热力学基本公式：dU=TdSpdVWr’dH=TdS+VdpWr’dA=SdTpdVWr’dG=SdT+VdpWr’适用条件：密闭系统的任意过程3Maxwell关系式VSSpVTpSSVpTVTTpVSpTTVpSdU=TdSpdVdA=SdTpdVdG=SdT+VdpdH=TdS+Vdp4热容关系式VVVTSTTUCpppTSTTHC三、熵变的计算dVVSdTTSdSTVdpTVTdTCdSpp1.任何物质简单状态变化S=f(T,V)或S=f(T,p)dVTpTdTCdSVV若是液体、固体，右边第二项可忽略。对于实际气体，使用其气态方程求偏微商VdVnRTdTCVgid.pdpnRTdTCpgid.2相变dTTCTSTSpTT21)()(122112ln)()()(ppRgnpSpS2.不可逆相变：（须设计可逆相变过程）rSmy=iSm,iy1.可逆相变：S＝3化学反应的S（须设计可逆过程）H(可逆相变焓)T(相变温度)四、G的计算1.最大功(有效功)原理(适用于相变与化学变化)(G)T,p=Wr’(A)T,V=Wr’(A)T=Wr2.基本公式(适用于()T简单状态变化)3.定义式(适用于温度一定的任何过程)G=H-TSrGm=rHm-TrSmA=U-TS21)(ppTVdpG21)(VVTpdVA4.热力学关系(适用于相变和化学变化)dTTHTTGTTGTT2112221)()(21)()(12ppVdppGpG21)()(12TTSdTTGTG1211TTHH为常数时五、例题例1下列各过程中,UHSAG何者一定为零UHSAG两种理想气体定温混合理想气定温不可逆膨胀理想气体绝热节流膨胀实际气体绝热节流膨胀实际气体绝热可逆膨胀非理想气体卡诺循环绝热()pW’=0化学反应0°C,py的冰熔化成水√√√√√√√√√√√√√√√例2选择和填空题1.下列四种表述中错误的是（）①定温定压下的可逆相变，系统的S=H/T②系统经一自发过程总有S0③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S=0(A)①②(B)③④(C)②③(D)①④2.定温定压下，某化学反应在电池中可逆进行时吸热，据此可判断下列热力学量何者一定大于零()(A)U(B)H(C)S(D)GCC3理想气体的atto循环由下面四个可逆步骤构成(A)气体绝热可逆压缩；(B)恒容升温，气体从环境吸热；(C)气体经绝热可逆膨胀做功；(D)恒容降温回到原态。该循环的T-S图为（）TSD4.某化学反应在300K,py于烧杯中进行时，放热60kJ，若在相同条件下在可逆电池中进行吸热6kJ，则该系统的熵变为（）J·K-1(A)–200(B)200(C)–20(D)206.某气体状态方程为pV=nRT+bp(b0)，1mol该气体等温下从V1V2，则Sm=()bVbVRA12ln)(bVbVRB21ln)(12ln)(VVRC21ln)(VVRD5.上题中，可能做的最大有效功为（）kJ(A)–54(B)54(C)–66(D)66D66A7.理想气体定温（300K）膨胀过程中，从热源吸热600J，做的功仅是变到相同终态最大功的1/10，则S=()20J·K-1