物理化学第五版第二章习题
教学重点与难点：
1）熵函数的导出，熵的物理意义，熵判据，熵增原理是本章的重点也是难点；
2）熵的计算是难点；
3）在熵的基础上又引出了两个辅助函数G 、A ，为什么要引入这两个函数？物理意义是什么？如何计算要搞清楚。
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一、中心内容：方向 限度
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1. 卡诺循环
2. 卡诺定理
（任何物质、任何变化）
3. Clausius 不等式
4. 熵增原理
ΔS 绝热≥0
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ΔS （孤立）
5. 熵判据
6. 热力学第三定律
S*(0K,完美晶体)=0
7. 亥姆霍兹判据
（W ˊ=0）
（W ˊ=0）
8. 吉布斯判据
9. 热力学基本方程、基本关系式
10.Clapeyron 方程
11. 吉布斯-亥姆霍兹公式
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二、计算
1.
2.
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一、指出下列各过程中体系的△U 、△H 、△S 、△A 、△G 何者为0？
1. 理想气体由T1P1经绝热可逆过程变化到T2P2；
2.H2和Cl2在坚固的绝热容器中反应生成HCl 的过程；
3.0℃、101.325KPa 时，水结冰的相变过程；
4. 物系所经历的任意不可逆循环过程。
△S
△U 、△H
△G
全为0
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二、选择与填空题：
1. 一理想气体在27℃恒温下，从状态Ⅰ变化到状态
Ⅱ，Q=1000J，△S=S2-S1=10J/K，该过程是不可逆的，因为（ ）；
2. 理想气体以状态Ⅰ等温自由膨胀到状态Ⅱ，可用哪个状态函数的变化来判断该过程的自发性（ ）
4. 在373K 、101.325KPa 时，H2O （l ）与H2O （g ）的（ ）相等；
（a ）Hm ； （b ）Sm ；（c ）Gm ； （d ）Um
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7. 在-3℃、101.325KPa 下，1mol 过冷水凝结成同样条件下的冰，则物系、环境及△S 总应当为（ ）。
（a ）△S 体＜0，△S 环＞0，△S 总＞0；
（b ）△S 体＜0，△S 环＜0，△S 总＜0；
（c ）△S 体＜0，△S 环＞0，△S 总＜0；
（d ）△S 体＜0，△S 环＜0，△S 总＞0。
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8. 下列物理量中, 属于强度性质的是( ) 。
(a) 焓； (b) 摩尔焓； (c) 熵； （d ）物质的量
9. 工作在100℃和25℃两热源间的热机，最大效率( )。
20%
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10. 据热力学第二定律，在一般情况，可用熵变作为过程可能性判据，其表达式为（ ）, 在（ ）条件下，也可用△G 做判据，其表达式为（ ）。
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14.1mol 理想气体恒温下压力降为始态的十分之一，下列各式中正确的是（ ）。 △S ＝Rln10； (b) △S=CVln10；
(c) △S ＝-Rln10； (d) △S=-CVln10.
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例3： 在-5℃过冷液体苯的蒸汽压为2632Pa ，而固体苯的蒸汽压为2280Pa 。已知1mol 过冷液体苯在-5℃凝固时△Sm=-35.65J·K-1·mol-1, 气体为理想气体，求该凝固过程的△G 及△H 。
△S = -3565
- 5℃ 101.325kPa l
- 5℃ 101.325kPa S
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作业：3-37
例4：1mol O2(理气) 从300K 、101.325kPa 绝热向真空膨胀到1.01325kPa, 求此过程Q, W, △U, △H, △S, △A, △G , 如何判断其方向性？
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△H = 0 △U = 0 W = 0 Q = 0
此过程不能设计成绝热可逆。因为绝热可逆过程的△S 体、△S 环、△ST 均为0 ，但实际过程△ST>0。可设计恒温可逆过程：
习题课
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例题4：常压下，-5℃过冷液体苯恒温凝固为-5℃固态苯。
(1)求此过程的△S 体及△S 环；
(2)求过程的△G ，并通过△G 判断过程是否自发。
已知：苯的正常凝固点为+5.5℃，
△H 熔化=9923J/mol，
Cp,m （C6H6，l ）=127J/（K.mol ），
Cp,m （C6H6，S ）=123J/（K.mol ）。
解:
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△S1
△S2
△S3
例题5：Zn 和CuSO4溶液的置换反应，若25℃、P θ下，在电池中可逆进行，做出电功200kJ ，放热6kJ 。求该反应的△U 、△H 、△S 、△G 。
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解:
问题：