【正文】 求過程的。C， MPa。C，水和冰的密度分別為和 。 對于凝聚相，通常壓力下，可認為化學勢不隨壓力改變，即 聚相的恒溫變壓過程，因此 第二步、第四步為可逆相變，第一步、第五步為凝C 1 kg的過冷水變?yōu)橥瑯訙囟?、壓力下的冰，設計可逆途徑，分別按可逆途徑計算過程的及。C，過冷水的比凝固焓，過冷水和冰的飽和蒸氣壓分別為。 已知在100 kPa下水的凝固點為0 176。 解：設計可逆途徑如下C的1 kg過熱水變成同樣溫度、壓力下的水蒸氣。 為及。已知液態(tài)水和水蒸氣在100 ~ 120 176。 kPa下，水的沸點為100 176。 解：凝結蒸氣的物質量為今過飽和蒸氣失穩(wěn)，部分凝結成液態(tài)水達到熱力學穩(wěn)定的平衡態(tài)。C恒溫槽中的容積為100 dm3的密閉容器中，有壓力120 kPa的過飽和蒸氣。 kPa，此條件下水的摩爾蒸發(fā)焓。 系統(tǒng)終態(tài)H2O(g)的摩爾分數(shù)為3/5 = ，因此 的摩爾蒸發(fā)焓。C時的飽和蒸氣壓為，在此條件下水求過程的。環(huán)境的壓力即系統(tǒng)的壓力維持120 kPa不變。 100 176。 . 對凝聚相恒溫過程，因此 蒸氣的標準摩爾生成吉布斯函數(shù)。C時水C時的飽和蒸氣壓。 已知25 176。 . 式中 試推導化學反應的標準摩爾反應熵與溫度T的函數(shù) 解：由公式知 在 100 176。C下O2(g)的標準摩爾熵。 O2(g)的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關系為 .C時水的摩爾蒸發(fā)熱先求80 176。 顯然，只有一部分水蒸發(fā)，末態(tài)仍為氣液平衡。C時，系統(tǒng)中是否存在液態(tài)水。求過程的。C的平衡態(tài)恒容加熱到100176。C間的平均定壓摩爾熱容分別為和 。C下水的飽和蒸氣壓分別為及，25 176。已知80 176。 過程的。求（1）已知在此條件下乙醚的摩爾蒸發(fā)焓。 176。 mol乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容積為10 dm3的恒容密閉的真空容器中， 176。 總的過程為恒壓絕熱過程， ，因此 此，過程圖示如下 解：粗略估算表明，5 mol C6H6(l) 完全凝固將使8 mol H2O(s)完全熔化，因 現(xiàn)將兩容器接觸，去掉兩容器間的絕熱層，使兩容器達到新的平衡態(tài)。C的8 mol H2O(s)與2 mol H2O(l)成平衡， 176。液態(tài)水和固態(tài)苯的摩爾定壓熱容分別為及。C，摩爾熔化焓， 1176。 只能導致克冰融化，因此C的水降溫至0 176。 將過程看作恒壓絕熱過程。求系統(tǒng)達到平衡后，過程的。C的水， kg，0 176。C，比熔化焓，水的比定壓熱熔。 即，除了隔板外，狀態(tài)2與末態(tài)相同，因此 同上題，末態(tài)溫度T確定如下 求過程的。一側容積50 dm3，內有200 K的N2(g) 2 mol；另一側容積為75 dm3, 內有500 K的N2(g) 4 mol；N2(g)可認為理想氣體。322 注：對理想氣體，一種組分的存在不影響另外組分。 系統(tǒng)的末態(tài)溫度T可求解如下 解：過程圖示如下今將容器中的絕熱隔板撤去，氣體A與氣體B混合達到平衡。 321已知水的比定壓熱容。C的水與200 g，72 176。 先確定末態(tài)溫度，絕熱過程，因此求過程的。 單原子氣體A與雙原子氣體B的理想氣體混合物共8 mol，組成為，始態(tài)。 解：過程圖示如下 組成為的單原子氣體A與雙原子氣體B的理想氣體混合物共10 mol，從始態(tài)，絕熱可逆壓縮至的平衡態(tài)。 先求出末態(tài)的溫度 解：過程圖示如下 各熱力學量計算如下 同理，先絕熱可逆膨脹到使壓力降至100 kPa時系統(tǒng)的溫度T: （2） 先絕熱可逆膨脹到使壓力降至100 kPa，再恒壓加熱至。 恒溫可逆膨脹；（2）求各步驟及途徑的。 將代替上面各式中的，即可求得所需各量 程（1）經恒壓過程；（2）經恒容過程達到平衡態(tài)時的。 已知氮（N2, g）的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關系為解：熵為狀態(tài)函數(shù)，在三種情況下系統(tǒng)的熵變相同C的熱源接觸至熱平衡，再與100 176。 系統(tǒng)先與40 176。C的熱源接觸。 系統(tǒng)先與55 176。C的熱源接觸。（1）C的水經下列三種不同過程加熱成100 176。 已知水的比定壓熱容。 因此，上面三種過程的總熵變分別為。 不可逆熱機效率。 不可逆熱機效率。 可逆熱機效率。求下列三種情況下，當熱機從高溫熱源吸熱時，兩熱源的總熵變。 今有120 kJ的熱直接從高溫熱源傳給低溫熱源，龜此過程的。 解：卡諾熱機的效率為 熱機效率；（2） 卡諾熱機在的高溫熱源和的低溫熱源間工作。試由附錄中各化合物的標準摩爾生成焓計算1000K時下列反應的.解: 應用p82公式（）得題給反應在25℃時的標準摩爾燃燒焓為：反應的 應用p79公式（）和標準燃燒焓定義得: (2)應用附錄中25℃的標準摩爾燃燒焓的數(shù)據(jù).解: (1) 應用p79公式（）得:(2) 先分別求出CH3OH(l)、HCOOCH3(l)的標準摩爾燃燒焓.(3) (2)解：由已知溫度的相變焓求未知溫度的相變焓，常壓下對氣體摩爾焓的影響通常可以忽略，可直接應用p68公式() 應用附錄中有關物質在25℃的標準摩爾生成焓的數(shù)據(jù)，計算下列反應在25℃時的和。 H2O(s)可逆相變H2O(l) ,常壓ΔH2,常壓 H2O(l)已知在10～0℃范圍內過冷水(H2O,l)和冰的摩爾定壓熱容分別為和。 H2O(g)可逆相變 t3=180℃,ps=ΔH2t1=20℃,p=100kPa解: 題給過程如下ΔH求每生產1kg水蒸氣所需要的熱量。整理可得末態(tài)溫度 ΔH = ΔH1 +ΔH2 +ΔH3其中 t2(l) = 0℃ m2(l) = t2(s) = 0℃ m2(l) = ΔH2 H2O(l)H2O(s)t恒壓變溫 m1(l) = 1kg H2O(l)ΔH1 H2O(l)計算時不考慮容器的熱容。題給相變焓數(shù)據(jù)的溫度與上述相變過程溫度一致，直接應用公式計算W=－pambΔV =－p(VlVg )≈pVg = ng RT=ΔU = Qp + W =－ 已知100kPa下冰的熔點為0℃，此時冰的比熔化焓。 ,H2O(g) n = m/M = 1kg/設水蒸氣適用理想氣體狀態(tài)方程式?！?W = W1 + W2 = －3) 由熱力學第一定律得 Q =ΔU－W = 已知水(H2O,l)在100℃的飽和蒸氣壓ps=，在此溫度、壓力下水的摩爾蒸發(fā)焓。 1) ΔH 和 ΔU 只取決于始末態(tài),與中間過程無關ΔH = n Cp,mΔT = n Cp,m(T3T1) = ΔU = n CV,mΔT = n CV,m(T3T1) = 2) W1 = 末態(tài)T3 = ? T2 = T1 p3 = 200kPap1 = 200kPa Cp,m = 7/2R恒壓 (2) CV,m = 5/2R求末態(tài)溫度T及整個過程的W，Q，ΔUΔH和ΔH。 Cp,m = （7/2）R CV,m =（ 5/2）R解: 雙原子理想氣體mol1所以 某雙原子理想氣體1mol從始態(tài)350K,200kPa經過如下四個不同過程達到各自的平衡態(tài)，求各過程的功W。mol2 a =103Pa p = nRT/V恒溫可逆膨脹解: 題給過程為 = 或 ΔH =ΔU+Δ(pV) =n(Ar,g)RΔT=48314(－0)= 求1molN2(g)在300K恒溫下從2dm3可逆膨脹到40dm3時的體積功Wr。 =n(Ar,g)Cp,m(Ar,g)(t2－0) + n(Cu,s)Cp,m(Cu,s)(t2－150) W = 0∴由熱力學第一定律得過程 ΔU=ΔU(Ar,g)+ΔU(Cu,s)= 0ΔU(Ar,g) = n(Ar,g) CV,m (Ar,g)(t2－0) ΔU(Cu,S) ≈ΔH (Cu,s) = n(Cu,s)Cp,m(Cu,s)(t2－150)解得末態(tài)溫度 t2 = ℃又得過程 ΔH =ΔH(Ar,g) + ΔH(Cu,s) Q = 0 解:mol1mol1現(xiàn)將隔板撤掉，整個系統(tǒng)達到熱平衡，求末態(tài)溫度t及過程的ΔH 。 ΔU = T11) ΔH 和 ΔU 只取決于始末態(tài),與中間過程無關 p1V1 ∵ p3V3 末態(tài) T3 T2 T1 V2 = V1 p3 = p2V1 = 50dm3p2 = 200kPa p1 =100kPa恒壓 (2) n = 5mol求整個過程的W，Q，ΔH和ΔU。 Cp,m = 7/2RQp =ΔH = n Cp,mΔT = 5(－50) = －W =－pambΔV =－p(V2V1) =－(nRT2nRT1) = ΔU =ΔH－nRΔT = nCV,mΔT = 5(50) = － 2mol某理想氣體，Cp,m=7/2R。 CV,m = 5/2R求過程的W，Q，ΔUΔH和ΔH。 某理想氣體Cv,m=5/2R。 n = 5mol解: 理想