化學熱力學第2章
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Questions and Answers

什么是自发过程的共同决定因素？

  • 熵 (correct)
  • 电势
  • 温度
  • 热力学关系

    • 第一定律能否解决化学变化的方向和限度问题？

  • 能
  • 取决于具体情况
  • 不能 (correct)
  • 部分能

    • 什么反应是吸热反应的例子？

  • 燃料电池反应
  • 阳光反应
  • 水煤气反应 (correct)
  • 燃烧反应

    • 理想气体自由膨胀过程中，Q=W=ΔU=ΔH=0，ΔV>0的条件是什么？

    <p>恒温压缩过程</p> Signup and view all the answers

    热力学第一定律能够告诉我们什么信息？

    <p>化学反应的能量效应</p> Signup and view all the answers

    什么是热力学过程的方向和限度问题？

    <p>自发过程的方向和限度问题</p> Signup and view all the answers

    什么反应不能自动进行？

    <p>吸热反应</p> Signup and view all the answers

    熵变计算和自由能计算是什么关系？

    <p>entropy 的变化和自由能的变化是同一个物理概念</p> Signup and view all the answers

    在绝热体系中，熵增加原理表述为：

    <p>熵一定增加</p> Signup and view all the answers

    Clausius 不等式是什么？

    <p>dS ≥ δQ / T</p> Signup and view all the answers

    孤立体系中熵的变化满足什么条件？

    <p>ΔS ≥ 0</p> Signup and view all the answers

    在简单状态变化中，熵变计算公式是什么？

    <p>ΔS = nCV,m ln(T2 / T1)</p> Signup and view all the answers

    理想气体绝热可逆过程的熵变化是什么？

    <p>ΔS = 0</p> Signup and view all the answers

    熵判据是什么？

    <p>ΔS ≥ Q / T</p> Signup and view all the answers

    热力学第二定律的数学表达式是什么？

    <p>dS ≥ δQ / T</p> Signup and view all the answers

    熵是体系的什么性质？

    <p>状态性质</p> Signup and view all the answers

    在求算熵变化时，需要设计什么过程？

    <p>可逆过程</p> Signup and view all the answers

    对于一个理想气体的可逆膨胀过程，ΔS的值如何？

    <p>nR ln (p1 / p2)</p> Signup and view all the answers

    在同温同压下的混合过程中，熵的变化如何计算？

    <p>ΔS = nR ln (p1 / p2)</p> Signup and view all the answers

    自由膨胀过程中，W的值如何？

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    抗恒外压0.100MPa膨胀过程中，Q/T的值如何？

    <p>74.8 J·K-1</p> Signup and view all the answers

    在理想气体的定温过程中，ΔU的值如何？

    <p>0</p> Signup and view all the answers

    对于一个理想气体的不可逆膨胀过程，Q/T的值如何？

    <p>小于ΔS</p> Signup and view all the answers

    可逆膨胀过程中，W的值如何？

    <p>-nRT ln (p1 / p2)</p> Signup and view all the answers

    在理想气体的膨胀过程中，熵的变化如何相关于温度？

    <p>与温度无关</p> Signup and view all the answers

    两种理想气体A和B的温度相同，体积比为2，则终态分压比为何?

    <p>2</p> Signup and view all the answers

    某理想气体的温度从T₁到T₂，压力从p₁到p₂，则熵变ΔS为何?

    <p>nR ln(V₂/V₁) + nR ln(p₁/p₂)</p> Signup and view all the answers

    2mol He气体从py, 273K经绝热过程到4py, 546K，熵变ΔS为何?

    <p>5.76 J·K⁻¹</p> Signup and view all the answers

    CO₂气体的热容Cp,m是什么形式?

    <p>32.22+22.18×10⁻³T-3.49×10⁻⁶T²</p> Signup and view all the answers

    CO₂气体从0℃到100℃的熵变ΔS为何?

    <p>24.3 J·K⁻¹</p> Signup and view all the answers

    热温商Q和熵变ΔS的关系是什么?

    <p>ΔS&gt;Q/T</p> Signup and view all the answers

    可逆相变的熵变ΔS是什么?

    <p>ΔH/T</p> Signup and view all the answers

    不可逆相变的熵变ΔS是什么?

    <p>ΔS₁+ΔS₂+ΔS₃</p> Signup and view all the answers

    理想气体的熵变ΔS什么?

    <p>nR ln(V₂/V₁) + nR ln(p₁/p₂) + nR ln(T₂/T₁)</p> Signup and view all the answers

    气体的温度和压力有什么关系?

    <p>p₁V₁=p₂V₂</p> Signup and view all the answers

    1.00g、273K的冰加入到10.0g沸腾的水中，最后温度为多少？

    <p>373K</p> Signup and view all the answers

    对于1mol H2O(l, 100℃, py )→ H2O(g, 100℃, py )的熵变计算，ΔS等于多少？

    <p>109 J/K</p> Signup and view all the answers

    已知水的ΔvapHm(373K)= 40.67kJ/mol， Cp,m(H2O, l)= 75.20 J/K·mol， Cp,m(H2O, g)= 33.57 J/K·mol，那么H2O(l, 60℃, py )→ H2O(g, 60℃, py )的ΔH等于多少？

    <p>40.67 kJ/mol</p> Signup and view all the answers

    1mol H2O(l, 100℃, py )→ H2O(g, 100℃, py )的熵变ΔS为多少？

    <p>109 J/K·mol</p> Signup and view all the answers

    对于H2O(l, 60℃, py )→ H2O(g, 60℃, py )的ΔG计算，需要了解哪些热力学参数？

    <p>ΔH和ΔS</p> Signup and view all the answers

    如果1mol (100℃, py )水向真空蒸发为(水蒸气)，那么该过程的ΔS为多少？

    <p>109 J/K·mol</p> Signup and view all the answers

    对于1mol H2O(l, 100℃, py )→ H2O(g, 100℃, py )的热力学关系，ΔS和Q/T之间有什么关系？

    <p>ΔS&gt;Q/T</p> Signup and view all the answers

    如果1.00g、273K的冰加入到10.0g沸腾的水中，求最后温度及该过程的ΔS。

    <p>最后温度为373K，ΔS=109 J/K</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    第二定律和熵

    • 第二定律能判断自发过程的方向和限度，但无法判断反应的方向和限度
    • 人类经验表明：自然界中一切变化都是有方向和限度的，以及自动发生的，称为“自发过程”
    • 自发过程的共同特征：热、电流、气体、钟摆等，都是向着热力学平衡的方向发展

    熵增大原理

    • 克劳修斯不等式：dS ≥ 0，表示绝热可逆过程和不可逆过程
    • 熵增大原理：在绝热条件下，趋向于平衡的过程使体系的熵增加
    • 对于孤立体系，熵永不减少

    熵变计算

    • 熵变计算依据：熵是状态函数、可逆过程、熵的加和性
    • 熵变计算公式：ΔS = ∫(dU + pdV)/T = ∫nCV,m dT/T + ∫nR dV/V
    • 理想气体简单状态变化：ΔS = nCV,m ln(T2/T1) + nR ln(V2/V1)

    热力学关系

    • 热力学第二定律的数学表达式：ΔS = Q/T
    • 熵判据：ΔS ≥ 0，判断自发过程的方向和限度

    自由能

    • 自由能的定义：ΔG = ΔH - TΔS
    • 自由能的物理意义：判断反应的方向和限度

    习题课

    • 例1：理想气体简单状态变化的熵变计算
    • 例2：两种不同的理想气体同温同压下的混合过程
    • 例3：2mol He（理想气体）从py, 273K经绝热过程到4py, 546K
    • 例4：CO2 的 Cp,m 对温度的依赖性，计算熵变
    • 例5：可逆相变和不可逆相变的熵变计算
    • 例6：水(l)→水(g)的熵变计算
    • 例7：已知水的 ΔvapHmy (373K)= 40.67kJ/mol，求相关熵变和热温商

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    Quiz Team

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    化學熱力學第二章的概念和公式，包括熵、熱力學過程、能量轉化等。

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