Trắc nghiệm — Định luật thứ hai của nhiệt động lực học

Question 1

Trong bài này, tính thuận nghịch toàn cục của một quá trình đòi hỏi điều gì?

Accepted Answer

Một quá trình trở về có thể khôi phục hệ và toàn bộ môi trường, mà không để lại bất kỳ thay đổi nào khác.

Question 2

Một hệ kín nhả 2 400 J cho một nguồn nhiệt ở 300 K. Biến thiên entropy của hệ là ΔS = −6 J/K. Entropy trao đổi S_e và entropy sinh ra S_i của hệ bằng bao nhiêu?

Accepted Answer

S_e = −8 J/K và S_i = +2 J/K.

Question 3

Một nhiệt lượng Q = 1 200 J truyền trực tiếp từ nguồn nhiệt ở 600 K sang nguồn nhiệt ở 300 K. Biến thiên entropy tổng cộng của hai nguồn nhiệt bằng bao nhiêu?

Accepted Answer

+2 J/K.

Question 4

Vì sao một tủ lạnh thông thường không mâu thuẫn với phát biểu Clausius?

Accepted Answer

Vì sự truyền nhiệt từ lạnh sang nóng đi kèm với công được cung cấp từ môi trường.

Question 5

Một khí lý tưởng gồm n mol giãn nở Joule–Gay-Lussac từ thể tích v đến thể tích V > v trong một bình cứng, cách nhiệt. Việc tháo vách ngăn không làm thay đổi môi trường. Cân bằng nào đúng?

Accepted Answer

Q = W = ΔU_gas = 0 và ΔS_tot = nR ln(V/v) > 0.

Question 6

Một động cơ hai nguồn nhiệt hoạt động giữa 600 K và 300 K, nhận Q_H = 1 000 J trong mỗi chu trình. Giá trị cực đại của công cung cấp |W| là bao nhiêu?

Accepted Answer

500 J.

Question 7

Hai hệ con có thành phần cố định có thể trao đổi năng lượng và thể tích một cách độc lập trong một tổ hợp cô lập. Có thể nói gì về trạng thái cân bằng của chúng?

Accepted Answer

T_1 = T_2 và P_1 = P_2.

Question 8

Một máy tuần hoàn nhận các nhiệt lượng đại số Q_k từ những nguồn nhiệt ở T_k > 0 và trao đổi công với một nguồn lý tưởng. Khẳng định nào phù hợp với bất đẳng thức Clausius và các định nghĩa của bài học?

Accepted Answer

Σ_k Q_k/T_k ≤ 0; dấu bằng đặc trưng tính thuận nghịch toàn cục, mà không chứng minh tính thuận nghịch cục bộ.

Question 9

Bài học xây dựng entropy như thế nào từ đẳng thức ∮ δQ_rev/T = 0 trên các chu trình thuận nghịch cục bộ?

Accepted Answer

Định nghĩa S(B) − S(A) bằng tích phân của δQ_rev/T.

Question 10

Khẳng định nào mô tả đúng tính thuận nghịch cục bộ?

Accepted Answer

Nó đòi hỏi đảo ngược mỗi bước của một dãy trạng thái cân bằng bằng một thay đổi vô cùng nhỏ của các ràng buộc.

Question 11

Một quá trình không thuận nghịch nối hai trạng thái cân bằng A và B, nhưng các trạng thái trung gian ở xa cân bằng. Khẳng định nào đúng?

Accepted Answer

Có thể tính biến thiên entropy ΔS trên một đường thuận nghịch cục bộ giữa A và B, còn S_e và S_i phụ thuộc vào quá trình thực.

Question 12

Phát biểu Kelvin–Planck cấm chính xác kiểu hoạt động nào?

Accepted Answer

Thực hiện một chu trình có tác dụng duy nhất là lấy nhiệt lượng Q > 0 từ một nguồn nhiệt duy nhất và cung cấp W = −Q cho môi trường.

Question 13

Một quá trình nén tựa tĩnh nhất thiết thuận nghịch cục bộ.

Accepted Answer

Sai

Question 14

Dãy quá trình nào mô tả chu trình động cơ Carnot của khí lý tưởng, với mọi nhánh đều thuận nghịch cục bộ?

Accepted Answer

Giãn nở đẳng nhiệt ở T_H, giãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch, nén đẳng nhiệt ở T_C, rồi nén đoạn nhiệt thuận nghịch.

Question 15

Nguyên lý thứ hai quy định chiều diễn biến được phép về mặt nhiệt động lực học, nhưng riêng nó không xác định thời gian diễn biến hay các hệ số vận chuyển.

Accepted Answer

Đúng