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第三章 热力学第二定律

3.1 卡诺热机在（1） 热机效率；

的高温热源和

的低温热源间工作。求

（2） 当向环境作功放出的热

。

时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源

解：卡诺热机的效率为

根据定义

3.5 高温热源温度，低温热源

。

。今有120 kJ的热直接从

高温热源传给低温热源，龟此过程的

解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程

3.6 不同的热机中作于

的高温热源及

的低温热源之间。时，两热源的总熵变

。

求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热（1） 可逆热机效率

。

（2） 不可逆热机效率（3） 不可逆热机效率

。 。

解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义

因此，上面三种过程的总熵变分别为。

3.7 已知水的比定压热容

三种不同过程加热成100 ?C的水，求过程的（1） 系统与100 ?C的热源接触。

。今有1 kg，10 ?C的水经下列

。

（2） 系统先与55 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。 （3） 系统先与40 ?C，70 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同

在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此

3.8 已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为

将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)臵于1000 K的热源中，求下列过 程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的 解：在恒压的情况下

。