tckaaa熱力學第二定律(編輯修改稿)
2025-08-20 15:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 T, 2V 1mol A,TA,V 2mol B,TB,V 1mol A,T,V 2mol B,T,V 絕熱 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 22 例 4．試求 1mol某氣體從 V1經(jīng) 定溫 過程變到 V2時?U, ?H, ?S, ?A, ?G的表達式 已知該氣體狀態(tài)方程 : （ a為常數(shù)） RTVV ap mm ????????? ? 22VaVRTp ??VRTpV??????? ???? ?????? ???? 21212VVVVdVVaVRTp dV1. (?A)T = ???????? ???1221 11lnVVaVVRT解：由氣態(tài)方程可得 : 1mol該氣體 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 23 2. dU=TdS – pdV pVSTVUTT?????????????????????????? ???? ?21211)( 21 VVadVVaU VVT3. (?S)T= (?U – ?A)/T=R ln(V2 /V1) 或 VRTpVSVT??????? ????????? ??? ?????????? 21VVTdVVSSpTpTV??????????2Va?或 (dU)T =p內(nèi) dV, 其中 p內(nèi) =(a/V2) 12ln21 VVRdVVRS VV??? ?概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 24 4. ?H= ?U + ?pV = ?U + (p2V2 – p1V1) ??????????21112VVa5. ?G= ?H – T ?S = 12lnVVRT????????? ?21112VVa??????? ????? ?? 21322)( VVTdVVaVRTVV d pG???????? ?21112VVa 12lnVVRT?或 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 25 求 1mol苯在 ?C時 下列過程的 ?A, ?G (1) C6H6(l, py )? C6H6(g, py ) (2) C6H6(l, py )? C6H6(g, ) (3) C6H6(l, py )? C6H6(g, ) 根據(jù)所得結(jié)果能否判斷過程的可能性？ 解：（ 1）此為可逆相變， (?G)T,p= 0 (?A)T= Wr= RT= ? kJ 例 5. 苯的沸點為 ?C， 設(shè)蒸氣為理想氣體， 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 26 (2) 該過程可看作： C6H6(l, py ) ? C6H6(g, py ) ? C6H6(g, ) 可逆相變 + 理想氣體的定溫變壓過程 故 ?G=?G1+ ?G2 = 0+RTln(p2 /p1)= ? 348 J ?A=?A1+ ?A2 = ??103 ? 348= ? kJ W= Vm(g)=RT= kJ (?A)T W, 不可逆過程 (3) 同理 ?G=?G1+ ?G2= 0+RTln(p2 /p1)= 241 J ?A=?A1+ ?A2 = ??103 +241= ? 2 .70 kJ (?A)T W, 不可能 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 27 5℃ , py , C6H6(l) 5℃ , py , C6H6(s) 5℃ , pl, C6H6(l) 5℃ , pl, C6H6(g) 5℃ , ps, C6H6(g) 5℃ ,ps, C6H6(s) ?G =? ?G2=0 ?G3=∫Vdp ?G4=0 解：設(shè)計等溫變壓可逆過程 例 6 在 ? 5℃ 時，過冷液態(tài)苯的蒸氣壓為 2632 Pa，而固態(tài)苯的蒸氣壓為 2280Pa。 已知 1mol過冷液態(tài)苯在 ? 5℃ 凝固時 ?Sm = ? J ?K1 ?mol1, 設(shè)氣體為理想氣體，求該凝固過程的 ?G及 ?H。 dpVG lpp l??? ?1 dpVG pp ss??? ?5概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 28 (? 5℃ , py ) ?G = ?G1 + ?G2 + ?G3 + ?G4 + ?G5 = ?G3= ? 320 J ?H= ?G +T?S = ? 320 + 268?(? ) = ? J JppRTV d pG slpplsgid320ln.3 ???? ? ? ?G1 + ?G5 =Vl ( pl – py )+ Vs ( py – ps ) ?0 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 29 例 7 在一個帶活塞的容器中（設(shè)理想活塞）有氮氣， 容器底部有一密閉小瓶，瓶中有水 。 整個系統(tǒng)恒溫恒壓 (373K, py )。 今使小瓶破碎 , 在維持壓力為 py 下水蒸發(fā)為水蒸氣。 已知 ?vapHmy (373K)= kJ?mol1 。 氮氣和水蒸氣可視為理想氣體。求此過程的 Q, W, ?U, ?H, ?S, ?A, ?G 解： 373K, py 373K, py 概念 3 4 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 30 , 373K, 4V (g), py (g), py ,3V ,373K,V , py ,V?0 ,373K,V 氣化 ( )T, p混合 先求可逆相變的 Q, W, ?U, ?H, ?S, ?A, ?G, 其中 ?vapG =0, 再求混合過程的 ?S, ?A, ?G, 其中?mixU=0, ?mixH=0
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