第三章第二定律習(xí)題及解答(編輯修改稿)
2025-04-21 06:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0ΔSiso=0求其它變量應(yīng)先求出體系終態(tài)溫度，由絕熱可逆過程方程， =W=nCV,m(T1T2) =(1mol)(K1mol1)() =4142JΔU=W=4142JΔH== nCp,m(T2T1) =(1mol)(K1mol1)( ) =5799JΔF=ΔUSΔT=4142J(1mol)(K1mol1)( ) =36720JΔG=ΔHSΔT=5799J(1mol)(K1mol1)( ) =35063J13. 將1mol 雙原子理想氣體從始態(tài)298K、100kPa，絕熱可逆壓縮到體積為5dm3，試求 終態(tài)的溫度、壓力和過程的Q、W、ΔU、ΔH、和ΔS。解 理想氣體的初始體積V1=nRT1/p1=(1298/100) dm3= dm3 理想氣體為雙原子分子，理想氣體的終態(tài)溫度理想氣體的終態(tài)壓力Q = 0ΔU=nCV,m(T2T1)=1()J=ΔH=nCp,m(T2T1)=1()J=ΔS= nCp,mln(T2/ T1)nRln(p2/p1)=014. 將1mol苯C6H6(l)，向真空蒸發(fā)為同溫、同壓的蒸氣，已知在該條件下，苯的摩爾汽化焓為ΔvapHm=mol1，設(shè)氣體為理想氣體。試求(1)該過程的Q和W；(2)苯的摩爾汽化熵ΔvapSm和摩爾汽化Gibbs自由能ΔvapGm；(3)環(huán)境的熵變ΔS環(huán)；(4)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，判斷上述過程的可逆性。解 (1) 向真空蒸發(fā)W=0，ΔU=ΔHΔ(pV)= ΔHpΔV=ΔHnRT=nΔvapHmnRT==(1353)103kJ=Q=ΔU=(2) ΔvapSm=ΔvapHm/T=(103/353)JK1mol1= JK1mol1ΔvapGm=0(3) ΔS環(huán)=Q系 /T環(huán)=(103/353)J K1 = J K1 (4) ΔS隔離=ΔS系+ΔS環(huán)=() JK1= JK1ΔS隔離0，過程不可逆。16. 1mol單原子理想氣體，從始態(tài)273K、100kPa，分別經(jīng)下列可逆變化到達(dá)各自的終態(tài)，試計(jì)算各過程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG。已知該氣體在273K、100kPa的摩爾熵Sm=100 JK1mol1。(1)恒溫下壓力加倍；(2)恒壓下體積加倍；(3)恒容下壓力加倍；(4)絕熱可逆膨脹至壓力減少一半；(5)絕熱不可逆反抗50kPa恒外壓膨脹至平衡。解 (1) 理想氣體恒溫ΔU1=ΔH1=0W1=Q1=nRTln(p1/p2)=[1273ln(1/2)]J=1573JΔS1= nRln(p1/ p2)= [1ln(1/2)]=K1。ΔA1=ΔU1TΔS1=TΔS1= W1=1573JΔG1=ΔH1TΔS1=TΔS1=1573J(2) 恒壓下體積加倍V1/T1=V2/T2=2V1/T2，則T2=2T1，ΔU2=nCV,m(T2T1)=n(3/2)RT1=(1273)J=3405JΔH2=nCp,m(T2T1)=n(5/2)RT1=(1273)J=5675J恒壓Q2=ΔH2=5675J，W2=ΔU2
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