第4节：单纯pVT过程熵变分析.ppt

1,24熵变的计算,等温过程的熵变,变温过程的熵变,化学过程的熵变,环境的熵变,相变化过程的熵变,2,不可逆=可逆,熵增原理,因此还必须计算环境的熵变。注意:环境的温度可视为恒定，即Tamb不变;环境内部的变化可认为是可逆的，因为环境若容量很大，与系统交换热的过程，可以认为是非常缓慢的;环境吸、放的热等于系统放、吸的热;,特别提醒！对封闭系统,必须用系统和环境的总熵来判断变化的可能性.熵判据的应用条件是隔离系统!,例11例12,环境熵变的计算,3,恒压过程熵变的计算：,气体pVT过程熵变的计算,恒温过程熵变的计算：,4,等温过程的熵变,例1：1mol理想气体在等温下通过：(1)可逆膨胀，(2)真空膨胀，体积增加到10倍，分别求其熵变。,解：（1）等温可逆膨胀,等温可逆可逆过程的总熵变为0。,5,熵是状态函数，始终态相同，体系熵变也相同.注意真空膨胀（自由膨胀）过程为不可逆等温过程。始末态与等温可逆过程的情况相同。所以：,等温过程的熵变,（2）真空膨胀,但自由膨胀过程中，环境没有熵变，因为系统没有和环境交换热Qamb=0。所以隔离体系的熵变为：,根据熵判据，向真空膨胀为不可逆过程。,6,气体pVT过程熵变的计算,恒容过程熵变的计算：,7,气体恒压过程熵变计算,系统向大气放热,不是隔离系统,S不能作判据,S0,故过程不可逆.,19,(3)不考虑其它气体的影响时,每种气体的状态都可认为没有变化,故状态函数S不变.,20,气体恒熵+恒容,例10在恒熵条件下,将3.45mol理想气体从15,100kPa压缩到700kPa,然后保持容积不变,降温至15.求过程之Q,W,U,H及S.已知Cp,m=20.785Jmol1K1.,恒熵过程指绝热可逆过程,21,理想气体复杂连续过程熵变,例112mol某理想气体,其恒容摩尔热容为3R/2,由500K,4052kPa的始态,依次经下列过程:(1)在恒外压2026kPa下,绝热膨胀至平衡态,(2)再可逆绝热膨胀至1013kPa;(3)最后恒容加热至500K的终态.试求整个过程的Q,W,U,H及S.,求T2,22,对整个过程，因T1=T4,且为理想气体的pVT变化,故U=0,H=0;Q=Q1+Q2+Q3=Q3=nCV,m(T4-T3)=4.91kJW=Q=491kJ,求T3:,求p4:,23,理想气体绝热不可逆+绝热可逆,例12今有1mol单原子理想气体,始态压力为1013kPa,体积为224dm3.(1)经绝热向真空膨胀至体积为224dm3.(2)又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为224dm3.分别求(1),(2)两过程的Q,W,U,H和S.设CVm=3R/2.,(1)因Q=0,W=0,U=Q+W=0,故T=0,H=0,24,(2)理想气体绝热可逆过程,25,课堂练习,2、绝热恒容的容器中有一个绝热隔板，隔板将容器分成2部分。左边装有1mol300K、101.325kPa的单原子理想气体A，右边装有2mol400K、202.65kPa的双原子理想气体B，如果将绝热容器中的隔板抽掉，求混合过程中系统的S。,1、一定量的理想气体，从状态A开始，经过恒温可逆膨胀AB恒容可逆降温过程BC恒温可逆压缩过程CD绝热可逆压缩过程DA等四个过程后回到起始状态A。请在纵轴为T、横轴为S的T-S图里，画出上述可逆循环过程的图形。,3、100kPa下将1molH2O(l)从20加热到50，已知(1)热源温度为100（2）热源温度为200；Cp,m(H2O)=75.3J.mol-1.K-1，分别计算两种情况下系统的熵变，并比较两种加热过程的不可逆程度。,26,课堂作业（当堂上交）,第一题：100kPa下将1molH2O(l)从20加热到50，已知(1)热源温度为100（2）热源温度为200；Cp,m(H2O)=75.3J.mol-1.K-1，分别计算两种情况下系统的熵变，并比较两种加热过程的不可逆程