大学物理化学上册《热力学第二定律》练习题

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本单元考点（5 个）

热力学第二定律的经典表述熵变计算与熵增原理亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能热力学基本方程与麦克斯韦关系吉布斯自由能判据及其应用

题目预览（5/33 题）

填空题 ★ 精品详情 →

1. 热力学第二定律的开尔文（Kelvin）表述为：不可能从单一热源取热并使之完全变为功，而____其他影响。若某热机从单一热源吸热并将其全部转化为功而不产生任何其他变化，则该热机（填“符合”或“违反”）热力学第二定律。

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计算题 ★ 精品详情 →

2. 某热机工作于高温热源 T₁=500 K 与低温热源 T₂=300 K 之间。已知该热机每循环对外做功 W=1000 J，向低温热源放热 Q₂=600 J。（1）求该热机的实际热机效率 η；（2）计算相同温度区间卡诺热机的效率 η_c；（3）依据热力学第二定律，判断该热机是否可能实现，并说明理由。

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填空题 ★ 精品详情 →

3. 热力学第二定律的开尔文表述为：不可能从____热源取出热使之完全变为功，而不产生其他影响；克劳修斯表述为：不可能把热从低温物体传到____物体而不产生其他影响。两种表述分别否定了第二类永动机和热自动从低向高传递的可能性，二者在判别过程方向性上是____的（填“等价”或“矛盾”）。

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4. 1 mol 理想气体在 300 K 下向真空膨胀，体积由 10 dm³ 变为 20 dm³。已知理想气体常数 R = 8.314 J·K⁻¹·mol⁻¹。该过程中系统的熵变 ΔS = S₂ − S₁ 及其与热温商（环境热效应除以温度）的关系，下列判断正确的是（　） A. ΔS = 8.314 × ln2 ≈ 5.76 J·K⁻¹，大于 0 B. ΔS = 0，因为过程无热交换 C. ΔS = 8.314 × ln(10/20) ≈ −5.76 J·K⁻¹ D. ΔS = 8.314 × (20/10) ≈ 16.63 J·K⁻¹

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5. 1 mol 单原子理想气体（Cp,m = 5R/2）从 300 K、4pΘ 出发，先在 300 K 下可逆等温膨胀至压强为 pΘ，再在 pΘ 下可逆升温至 600 K。求全过程的系统熵变 ΔS（J·K⁻¹）。（已知 R = 8.314 J·K⁻¹·mol⁻¹，ln2 = 0.693，ln4 = 1.386） A. 26.0　B. 11.5　C. 14.4　D. 0

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