第三章热力学第二定律

1、第三章热力学第二定律有$ mo!集叔原子理想气悴，已知H'匕5氏从始怎辱中K.2UO T乩经绝热可逆压嵋至 相0 kg后.再冀空聲胀至200町如'求格牛过稈的Q和AS,解:双嶼子理想气体 S= 井©"尺+皿二狀亠S7S-L4400 K*5mot 绝热|5mD)tTr；曳窃|5rnd | '200 kPa 可5t|4OO kPa. 200 kPa!绝热町逆止端Q =0,iS =Q劲二眄=nG.(Ts-Ti)5 molX-X«, 314J muP1 * K 1 X (487. 5-400) KFlMgTj已=曲“£兀一旺)=5 eMX

2、气 X&314J tnoL K 1(4&7, 61-40O)K 12746. &2J绝热过程方程式457.61真空療胀抓人冃0山尽=山恥=(hQ=0 设计可逆膨胀计H 込込=(辛打=- *riKIn務二履血%=5 molX& 314J rrejF1 K1 In = 2S. 81J * K"1AS=O(真空膨胀療统不吸热】IV町十怦：=9机.呂刁QF+Q=0凶U二少+凶丄=9104.8乃AH = A/f, +iH2 = 1274S. 82J0S=£+g = 2&也J * K -,t2. 有5 mol lk<K)J看作理想气.体*已

3、知其G.m = h 5乩从始 273 K.100 JdV.变到终态298 K,OOOkFa,计嫌该过程的畑(变.解:单原产理想吒(* £亠一*；“ =, - R- 2.5 /?漳温升压可逆U： =0 Q= WiSi&314 J mol-1 K_iX5 molXln=95.72J K_,等压升温可逆Q=dH=nt；.m(T2-Ti)AS> = J； rdT =心亠辛=:)m<4 X 2. 5 X 8. 314J - mol-1 K"1 X In |5 = 9. llj * K l iSAS3+AS= = -86.61J * K 3. 庄绝热容器中，将0.1

4、0 kg,283 K的水与0.20 kg、313 K的水混合求混合过程的惦变.设水的半均 比热为4.184 kJK】kgl解：Q=0l kgX4.184 创KT kg-*X（T-283. 2）KQ=0. 20kgX4. 184创KT kg）X（313. 2 T）K奁绝热容器中Q +Q=0 丁 =303.2K$ nJ； dT=0. OlkgX4.184kJ kgXln 器£|£ = 2.86X107kJ ASz = j ?dT=O.O2kgX4. 184 kJ 灯 kg"1 XIn= -2. 72X 10"JkJ K *34+4=0. 14J K"

5、;4. 在298 K的等温情况下，在一个中间冇导热隔板分开的盒子中一边放0. 2 mol力为20kP触另T1放0.8molM（g，压力为80 kPa.抽去隔板使曲种代体浪合试求（1）混合后，盒子中的压力；（2）混合过程的和2；（3）如果假设在等温情况卜，使混合后的气体再可逆地回到始态计算该过程的Q和W的值.解:（1）理想气体状态方程V> =% +V欣）t RTRT=+.2 molX&314J mol i KTX298K 0.8 molX&314J moL KTX298K 80X103 PaP（K Pf20X12 Pa= 49. 55X1OF% =叫 + 叫=0. 2 mo

6、l亠0. 8 mol=l mol _RT_lmolX& 314J moXKTX298K “，他-七455X10-3m3=50X1° Pa*(2)等温过程3=0 Q=-WDahon 分压定律 Ax X/>a = 10X103PaP* =F XPa =40XWPaW =赃电+少勺=_叫RTln爲一gRTIn 夺=一& 314JmoL KT X298K(0. 2 molXln+0. 8molXln 劈)=一1717. 32J40Q=-W=1717. 32JS=爭=5. 76J KTG= j Vdp=W=-717. 32J.等温可逆 W=0Q=-W要可逆回到始杰故&am

7、p; = 一&=一576JK-*Q=T S=298 KX(-5 76J KT) = -1717 32JW=-Q=1717.32J.5. 有-绝热箱子中间用绝热隔板把箱子的容积一分为二一边放1 mo! 300 K.100 kPa的紙原子理想 气体Ar(g),另一个放2 mol 400 K.200 kPa的双原子理想气体N2(g).若把绝热隔板抽去让两种气体混 合达平衡求混合过程的爛变._0 2 molx& 314J moL1 X298K 0.8 molX8 314J moL K7X298K2OX1O3 Pa80X101 Pa=49. 55X10-3m3=叫 +n? =0 2 mo

8、l+0. 8 mol=l mol= 5OX1O3 Pa.” RT 1 molX&314J mol 'XKTX298K 处Va49.55X10"Jm3(2)等温过程AU=O Q=-WDahon分压定律爪=空Xpfi = 10X103PaAv2 =XAtt=40X103PaW=W+WNi=-RHn=一& 314JmoTl K*lX298K(0.2molXln 佟+ 0.8molXln8040) = -1717. 32Jq- _W=1717. 32JAS二爭=5 76J KT3= j Vdp=W= -1717. 32J.(3)等温可逆 W=0Q="要可逆回

9、到始态，故AS' = 3=576JKlQ=厂 £=298 KX( 5.76J K"1 ) = -1717. 32JW=-q=717.32J.5冇-绝热箱子中间用绝热隔板把希子的容积一分为二一边放1 mol 300 K.100 kPa的单原子理想 气体Ar(g)另一个放2 mol 400 K.200 kPa的双原子理想气体N：(g).若把绝热隔板抽去,让两种气体混 合达平衡求混合过程的爛变.解:将这过程分为两部分来考虑旨先抽掉绝势隔板后曲边达到平衡温度下;再在等温下的条件下. 进行等温爛变已知*G(AiO = l. 5R Cv(N2y-2.5R叫 Gp < T T )+hn2 CvN2( 丁一 了2)= °1 molXl. 5(7-300)4-2X2. 5X(T-4OO)=OT=376. 92 K=1 molX1.5X& 314J moL K'1 In-4-2molXZ 5X& 314J K"1 moLln =2. 85+(2. 47)=0. 38J K"1 (等容可逆过程)等温混合过