(物化作业答案)-第三章__热力学第二定律

.,一、选择题1.B；2.C；3.B；4.D。,第三章热力学第二定律,三、判断题1、；2、；3、；4、。,.,二、填空题1、=；=；2、=；3、封闭系统、Wf=0、等压的过程；4、封闭系统、Wf=0、等温等压的过程；5、20%6、；。8、=；=；=。,第三章热力学第二定律,.,五、指出下列各过程中Q、W、U、H、S、A、G等热力学函数哪些为零？（1）理想气体绝热向真空膨胀；（2）理想气体恒温可逆膨胀；（3）理想气体不可逆恒温压缩；（4）理想气体节流膨胀；（5）真实气体节流膨胀过程。,.,1、1mol单原子理想气体从273K、22.4dm3的始态变到202.65KPa、303K的终态，已知系统始态的规定熵为83.68JK-1，Cv,m=12.471JK-1mol-1，求此过程的U、H、S、A及G。,单原子分子的理想气体，,.,2、两个体积相等的玻璃球以旋塞隔开，分别储有1molO2和1molN2，温度均为298.15K，压力均为100KPa。在绝热条件下，打开旋塞，使两种气体混合。取两种气体为系统，求混合过程的Q、W、U、H、S、A、G。（设O2和N2均为理想气体）,解：绝热，Q=0，又混合过程温度不变，,W=0,.,3、有10molCO2（视为理想气体）由25、1013.25KPa膨胀到25、101.325KPa。计算下列过程中的S系，S环及S隔。假定过程是：（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗外压101.325KPa膨胀。,解：（1）可逆膨胀等温可逆膨胀，,理想气体的等温可逆膨胀，,【方法二】理想气体的等温可逆膨胀，,.,3、有10molCO2（视为理想气体）由25、1013.25KPa膨胀到25、101.325KPa。计算下列过程中的S系，S环及S隔。假定过程是：（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗外压101.325KPa膨胀。,解：（2）自由膨胀与（1）始末态相同，,理想气体的自由膨胀，Q=0，,.,3、有10molCO2（视为理想气体）由25、1013.25KPa膨胀到25、101.325KPa。计算下列过程中的S系，S环及S隔。假定过程是：（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗外压101.325KPa膨胀。,解：（3）对抗外压101.325KPa膨胀与（1）始末态相同，,恒外压101.325KPa下膨胀,.,4、计算向绝热容器内1mol、-20的冰块上加入1mol、80水后的S。已知，0时冰的熔化焓fusH=6009Jmol-1。水与冰的平均热容分别为：Cp,m(l)=75.3JK-1mol-1，Cp,m(s)=36.0JK-1mol-1。,解：1mol，T1=-20=253K的冰变为T2=0=273K的冰需吸热：,1mol，T2=0=273K的冰变为T2=0=273K的水需吸热：,1mol，T3=80=353K的水变为T2=0=273K的水需放热：,冰为完全融化。最后为冰水混合物。,.,4、计算向绝热容器内1mol、-20的冰块上加入1mol、80水后的S。已知，0时冰的熔化焓fusH=6009Jmol-1。水与冰的平均热容分别为：Cp,m(l)=75.3JK-1mol-1，Cp,m(s)=36.0JK-1mol-1。,设有xmol的冰融化，则实际过程为：1mol，T1=-20=253K的冰变为T2=0=273K的冰；xmol，T2=0=273K的冰变为T2=0=273K的水；1mol，T3=80=353K的水变为T2=0=273K的水。,.,5、已知苯在101325Pa下于80.1沸腾,vapHm=30.878kJ/mol。液体苯的Cp,m=142.7Jmol-1K-1。今将40.53kPa，80.1的苯蒸气1mol，先恒温可逆压缩至101.325kPa，并凝结成液态苯，再在恒压下将其冷至60。求整个过程的Q、W、U、H及S。,解：,恒温可逆,可逆相变,因为恒温，,.,5、已知苯在101325Pa下于80.1沸腾,vapHm=30.878kJ/mol。液体苯的Cp,m=142.7Jmol-1K-1。今将40.53kPa，80.1的苯蒸气1mol，先恒温可逆压缩至101.325kPa，并凝结成液态苯，再在恒压下将其冷至60。求整个过程的Q、W、U、H及S。,解：,恒压降温,整个过程：,.,6、有1mol理想气体，初态为T1=298.2K，P1=100KPa，经下列三种过程达终态P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、U、H、G、A和S隔。（1）恒温可逆过程；（2）绝热可逆压缩；（3）自始至终用600KPa的外压恒温压缩。已知系统的Cp,m=7R/2，初态的标准熵Sm(298K)=205.3JK-1mol-1。,解：恒温可逆因为理想气体的恒温可逆过程，所以,【方法二求】,.,6、有1mol理想气体，初态为T1=298.2K，P1=100KPa，经下列三种过程达终态P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、U、H、G、A和S隔。（1）恒温可逆过程；（2）绝热可逆压缩；（3）自始至终用600KPa的外压恒温压缩。已知系统的Cp,m=7R/2，初态的标准熵Sm(298K)=205.3JK-1mol-1。,解：绝热可逆，所以,.,6、有1mol理想气体，初态为T1=298.2K，P1=100KPa，经下列三种过程达终态P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、U、H、G、A和S隔。（1）恒温可逆过程；（2）绝热可逆压缩；（3）自始至终用600KPa的外压恒温压缩。已知系统的Cp,m=7R/2，初态的标准熵Sm(298K)=205.3JK-1mol-1。,解：恒外压恒温压缩与始末态相同，所以,.,7、下列p-v图中，AB是等温可逆过程，AC是绝热可逆过程，若从A点出发：（a）经绝热不可逆过程同样达到V2，则终点D在C点之上还是在C点之下?(b)经绝热不可逆过程同样达到P2，则终点D在C点之左还是在C点之右？为什么？,.,.,1mol单原子分子理想气体，始态为273K，101325Pa，分别经过下列可