内容发布更新时间 : 2024/11/19 20:41:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

解：可逆热机效率最大

??Q1T1273.2???10.928?WT2?T1298.2?273.2Q1?

334.7?1000?30.63kJ?10.928Q2?Q1?W?334.7?30.63?365.3kJ?W?o

9.有一大恒温槽，其温度为96.9C，室温为26.9C，经过相当时间后，有4184J的热因恒温绝热不良而传给室内空气，试求： （1） 恒温槽的熵变; （2） 空气的熵变； （3） 试问此过程是否可逆。

o

?S槽?解：?S空Q?4184J???11.31J?K?1T273?96.9?Q4184???13.95J?K?1 T环273?26.9?S总??S槽??S空?2.64J?K?1?0该过程自发进行。

10.1mol甲苯在其沸点383.2K时蒸发为气，求该过程的Q,W,?U,?H,?S,?G和?F,已知该温度下甲苯的汽化热为362kJ?kg。

1mol 1mol 甲苯（l） 甲苯（s） 101.325kPa 101.325kPa 383.2K 383.2K

解：

?1Q??H?362?931000?U??H?p?V?33.7?1?8.314?382.2?10?3?30.5kJ?H33.7?10383.23?33.7kJW?Q??U?3.2kJ?S?T?G?0??87.9J?K?1 ?A??3.2KJ??A??WR?

11.1molO2于

298.2K时：(1)由101.3kPa等温可逆压缩到608.0kPa，求

Q,W,?U,?H,?A,?G,?S和?S孤;(2)若自始至终用608.0 kPa的外压，等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化。 解：(1)

W?nRTlnp1101.3?1?8.314?298.2?ln??4443Jp2608.0

?U?0,?H?0Q?W??4443JQ?4443?S????14.9J?K?1?mol?1T298.2?G??A??T?S?4443J(2)

3W?p环?V=608?10???1?8.314?298.21?8.314?298.2?????12396J 33608.2?10101.3?10??Q=W=-12396J

?U,?H,?S,?A,?G与(1)相同。

12. 25C,1mol氧气从101.325Pa绝热可逆压缩到6?101325Pa,求Q,W,?U,?H.?G,?S。已知25C氧的规定熵为205.3J?K?1o

o

?mol?1。（设氧为双原子理想气体，Cp.m?77R,??） 25解：绝热可逆过程，Q=0,?S?0

?p1???p???2?1???7RCp.m?T2?2?1.4 ???,????T?5RCV.m?1?2????T2?497.3K

5W???U??nCV.m?T2?T1????8.314??298.2?497.3???4140J27?H?nCp.m?T2?T1??1??8.314??497.3?298.2??5794J 2?G??H?S?T?5794?205.03??497.3?298.2???35056J313.0C,1Mpa,10dm的单原子理想气体，绝热膨胀至0.1 Mpa，计算Q,W,?U,?H,?S。(a)p外?p；

o

(b)p外?0.1MPa;(c)p外?0。（单原子分子理想气体，CV.m?解：(a) p外?p的绝热过程为可逆过程。

35R,??） 231?p1??1??V2??V??p?1?0.1??10?39.8???2?p1V11?106?10?10?3n???4.403molRT18.314?273.2?13p2V20.1?106?39.8?10?3T2???108.7KnR4.403?8.314QR?03WR??U?nCV.m?T2?T1??4.403??8.314??108.7?273.2???903325?H?nCp.m?T2?T1??4.403??8.314??108.7?273.2???15.06?103J2?S?0(b)是不可逆过程

?U??W,nCV.m?T2?T1???p外?V2?V1??T2T1?3nR?T2?T1???p外nR?????2?p2p1?T2T1?T1?3??T2?T1???0.1????T????2?210??0.11??T1?273.2K,则T2?174.8KV2?nRT24.403?8.3145?174.83??63.99dmp20.1?1063?W??U?nCV.m?T2?T1??4.403??8.314?174.8?273.2???5043J25?H?nCp.m?T2?T1??4.403??8.3145?174.8?273.2???9006J2TV?S?nCV.mln2?nRln2T1V15174.863.99?4.403??8.3145ln?4.403?8.3145ln?43.43J?K?12273.210

(c)Q=0,W=0,?U?0,?H?0

?S?nCp.mln o

T2pp?nRln1?nRln1?84.29J?K?1 T1p2p2 o

14.在25C，101.325kPa下，1mol过冷水蒸气变为25C，101.325kPa的液态水，求此过程的?S及?G。已知25C水的饱和蒸气压为3.1674kPa,汽化热为2217kJ?kg。上述过程能否自发进行？

o

?1解：

1mol 1mol

o o25C 25C

101.325kPa ?S,?G 101.325kPa 水（g） 水（l）

?S1,?G1 ?S3,?G3

1mol 1mol o o25C 25C

3.1674 kPa ?S2,?G2 3.1674 kPa 水（g） 水（l）

15.指出在下述各过程中体系的?U,?H,?S,?G,?A何者为零？ (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

理想气体卡诺循环。

氢气和氧气在绝热钢瓶中发生反应。 非理想气体的绝热节流膨胀。

液态水在373.15K和101.325kPa下蒸发为气体。 理想气体的绝热节流膨胀。 理想气体向真空自由膨胀。 理想气体绝热可逆膨胀。 理想气体等温可逆膨胀。

解：(1)?U,?H,?S,?A,?G均为零 (2)?U?0 (3)?H?0 (4)?G?0 (5)?H?0 (6)?U?0 (7)?S?0

(8)?U?0,?H?0

16．某溶液中化学反应，若在等温等压（298.15K,101.325kPa）下进行，放热4?10J,若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4000J。试计算： (1) 该化学反应的?S。 (2) 当该反应自发进行（即不作电功）时，求环境的熵变及总熵变。 (3) 该体系可能作的最大功。 解：(1)?S?4QR4000??13.4J?K?1 T298.15?Q4?104?S环??134J?K?1(2) T298.15?S总??S??S环?147.4J?K?1(3)W???G?T?S??H?4.4?10J

417．已知-5C时，固态苯的蒸气压为17.1mmHg，过冷苯蒸气压为2.64kPa，设苯蒸气为理想气体，

o

求-5C、1mol过冷苯凝固为固态苯的?G。 解：

1mol 1mol o o-5C -5C

101.325kPa ?G5 101.325kPa 苯（l） 苯（s） o

?G1

1mol 1mol -5 oC -52.64 kPa 2.28 kPa 苯（l）

?G2

1mol 1mol -5 o

C 2.64 kPa 2.28 kPa 苯（g）

?G1??Vdp?0?G3 -5?G5

oC

苯（s） ?G4

o

C

苯（g）