第二章热力学第二定律

第二章热力学第二定律;选择题1．G=0的过程应满足的条件是(A)等温等压且非体积功为零的可逆过程(B)等温等压且非体积功为零的过程(C)等温等容且非体积功为零的过程(D)可逆绝热过程答案：A2．在必定温度下，发生变化的孤立系统，其总熵A）不变(B)可能增大或减小(C)老是减小(D)老是增大答案：D。因孤立系发生的变化必为自觉过程，依据熵增原理其熵必增添。3．对任一过程，与反应门路没关的是(A)系统的内能变化(B)系统对外作的功(C)系统获得的功(D)系统汲取的热答案：A。只有内能为状态函数与门路没关，仅取决于始态和终态。4．以下各式哪个表示了偏摩尔量：U(B)HA(D)i(A)(C)niT,p,njniT,V,njniT,V,njniT,p,nj答案：A。第一依据偏摩尔量的定义，偏导数的下标应为恒温、恒压、恒构成。只有A和D切合此条件。但D中的i不是容量函数，故只有A是偏摩尔量。5．氮气进行绝热可逆膨胀Ｕ＝０(B)Ｓ＝０(C)A＝０(D)Ｇ＝０答案：B。绝热系统的可逆过程熵变为零。6．关于吉布斯函数G,下边的说法中不正确的选项是G≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立(B)在等温等压且不做非体积功的条件下,关于各种可能的改动,系统在均衡态的吉氏函数最小(C)在等温等压且不做非体积功时,吉氏函数增添的过程不行能发生(D)在等温等压下,一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不行能发生。答案：A。因只有在恒温恒压过程中G≤W'才成立。7．关于热力学第二定律以下哪一种说法是错误的(A)热不可以自动从低温流向高温(B)不行能从单一热源吸热做功而无其他变化(C)第二类永动机是造不行的(D热不行能所有转变为功答案：D。正确的说法应当是，热不行能所有转变为功而不惹起其他变化8．关于克劳修斯-克拉佩龙方程以下说法错误的选项是该方程仅合用于液-气均衡(B)该方程既合用于液-气均衡又合用于固-气均衡(C)该方程假设气体的体积远大于液体或固体的体积(D)该方程假设与固相或液相均衡的气体为理想气体答案：A9．关于熵的说法正确的选项是(A)每单位温度的改变所交换的热为熵(B)可逆过程熵变为零(C)不行逆过程熵将增添(D)熵与系统的微观状态数有关答案：D。（A）熵变的定义dSQr/T此中的热应为可逆热；（B）与（C）均在绝热系统中才成立。10．在绝热条件下，迅速推进活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)没法确立答案：A。绝热不行逆过程熵要增添。11．氢气进行不行逆循环Ｕ＞０(B)Ｓ＝０(C)Ｓ＞０(D)Ｓ＜０答案：B。循环过程状态函数不变。12．氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水（A）Ｓ＝０(B)Ｇ＝０(C)H＝０(D)Ｕ＝０答案：D。绝热钢瓶中进行的反应无热交换、无体积功，即Q＝W＝0，故U＝0。此过程为绝热不行逆过程故S＞0。此过程恒容H＝U＋（pV）＝Vp，因p不等于零故H亦不为零。恒温、恒压不做其他的可逆过程G＝0，上述过程并不是此过程。13．下述过程，系统的Ｇ何者为零(A)理想气体的等温膨胀(B)孤立系统的任意过程(C)在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水汽(D)绝热可逆过程答案：C。可逆相变Ｇ为零。14．关于熵的性质,下边的说法中不正确的选项是(A)环境的熵变与过程有关(B)某些自觉过程中可以为系统创建出熵(C)熵变等于过程的热温商(D)系统的熵等于系统内各部分熵之和答案：C。正确的说法应为熵变等于过程的可逆热温商。15．关于亥姆霍兹函数A,下边的说法中不正确的选项是(A)A的值与物质的量成正比(B)固然A拥有能量的量纲,但它不是能量(C)A是守恒的参量(D)A的绝对值不可以确立答案：C16．关于热力学基本方程dU=TdS-pdV,下边的说法中正确的选项是(A)TdS是过程热(B)pdV是体积功(C)TdS是可逆热(D)在可逆过程中,pdV等于体积功,TdS即为过程热答案：D17．理想气体在自由膨胀过程中,其值都不为零的一组热力学函数变化是(A)U、H、S、V(B)S、A、V、G(C)T、G、S、V(D)U、A、H、V答案：B。理想气体自由膨胀过程中不做功亦不放热，故U＝0，T＝0。18．在一绝热恒容箱中,将NO(g)和O2(g)混杂,?假设气体都是理想的,达到均衡后必定都不为零的量是(A)Q,W,U(B)Q,U,H(C)H,S,G(D)S,U,W答案：C。此条件下Q、W和U都为零。由H＝U＋（pV）可见反应前后压力有变化故H不为零，微观状态数有变化故S不为零，G＝H－（TS）亦不为零。19．在以下过程中,G＝A的是(A)液体等温蒸发(B)气体绝热可逆膨胀(C)理想气体在等温下混杂(D)等温等压下的化学反应答案：C。由G＝A＋（pV）可知若（pV）＝0则G＝A。20一卡诺热机在两个不一样温度之间的热源之间运行,当工作物质为气体时,热机效率为42%,若改用液体工作物质,则其效率应当(A)减少(B)增加(C)不变(D)无法判断答案：C21．理想气体绝热向真空膨胀，则(A)dS=0，dW=0(B)dH=0，dU=0(C)dG=0，dH=0(D)dU=0，dG=0答案：B22．关于孤立系统中发生的实质过程，下式中不正确的选项是(A)W=0(B)Q=0(C)dS>0(D)dH=0答案：D23．理想气体经可逆与不行逆两种绝热过程,则(A)可以从同一始态出发达到同一终态。(B)不行以达到同一终态。(C)不可以确立以上A、中哪一种正确。可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定。答案：B24．求任一不行逆绝热过程的熵变dS，可以经过以下哪个门路求得(A)一直态同样的可逆绝热过程。(B)一直态同样的可逆恒温过程。(C)一直态同样的可逆非绝热过程。(D)B和C均可。答案：C25．在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。在此过程中以下各状态函数的变化值哪个为零(A)rHm(B)rUm(C)rSm(D)rGm答案：B。因Q＝0，W＝0。26．1molAg(s)在等容下由加热到。已知在该温度区间内Ag(s)的Cv,m=K·-1mol·-1则其熵变为：(A)K·-1(B)K-1·(C)K-1·(D)K-1·答案：A。S303.2CV,mdT303.22.55T24.48ln273.2273.227．理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：(A)S=nRTln(p1/p2)(B)S=nRTln(V2/V1)(C)S=nRln(p2/p1)(D)S=nRln(V2/V1)答案：D28．在标准压力下，90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽，系统的熵变为：(A)S体＞0(B)S体＜0(C)S体＝0(D)难以确立答案：A。液态变为气态时，纷杂度增添，故熵增添。29．在下，385K的水变为同温下的水蒸汽。关于该变化过程，以下各式中哪个正确：(A)S体+S环>0(B)S体+S环<0(C)S体+S环=0(D)S体+环的值没法确立答案：A。因该变化为自觉过程。30．在标准压力p和时，冰变为水，系统的熵变(A)大于零(B)小于零答案：A。因固体变液体纷杂度增添。

S体应：(C)等于零

(D)没法确立31.1mol理想气体从p1,V1,T1分别经：(1)绝热可逆膨胀到p2,V2,T2；(2)绝热恒外压下膨胀到p2′,V2′，,T2若′p2=p2′则：(A)T2′=T2,V2′=V2,S2′=S2(B)T2′>T2,V2′<V2,S2′<S2(C)T2′>T2,V2′>V2,S2′>S2(D)T2′<T2,V2′<V2,S2′<S2答案：C。恒外压膨胀较可逆膨胀做出的功要少，且绝热，故过程（2）内能的减少要小一些，所以T2′>T2。终态压力同样所以V2′>V2。又依据熵增原理，可判断S2′>S2。32．理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中系统的熵变的熵变S环应为：

S体及环境(A)S体

>0,

S环

<0

(B)

S体<0,

S环

>0

(C)S体

>0,

S环

=0(D)S体

<0,

S环

=0答案：B。理想气体恒温压缩纷杂度减小，故熵减小；而理想气体恒温压缩时内能不变，获得的功要以热的形式开释给环境，故环境获得热S环>0。33．理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳态，此变化中的系统熵变S体及环境熵环应为：(A)S体>0,S环<0(B)S体<0,S环>0(C)S体>0,S环=0(D)S体<0,S环=0答案：34．在下，(A)S体

C。该过程为绝热不行逆过程，故110℃的水变为110℃水蒸气，吸热>0(B)S环不确立

S体>0；又因绝热过程，故S环=0。Qp，在该相变过程中以下哪个关系式不成立(C)S体+S环>0(D)G体

<0答案：B。环境的熵变是确立的

,可由

S环＝－Qp／T来求算。35．一个由气相变为凝集相的化学反应在恒温恒容下自觉进行，问以下各组答案中哪一个是正确的：(A)S体

>0,

S环

<0

(B)S体

<0,

S环

>0

(C)S体

<0,

S环

=0(D)S体

>0,

S环

=0答案：B。反应由气相变为凝集相熵减少，

S体

<0；自觉过程的总熵变应增添，故S环>0。36．263K的过冷水凝固成263K的冰，则：(A)S<0

(B)S>0

(C)S=0

(D)没法确立

答案：A。恒温下液体变固体熵减少。37．理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀；（2）多方过程膨胀,达到同一体积V2，则过程(1)的熵变S(1)和过程(2)的熵变S(2)之间的关系是：(A)S(1)>S(2)(B)S(1)<S(2)(CS(1)=S(2)(D)二者无确立关系答案：B。绝热可逆过程

S＝0，多方过程体积膨胀

S＞0。38．从多孔硅胶的激烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中，的水分子比较，二者化学势的高低如何(A)

自由水分子与吸附在硅胶表面前者高(B)前者低(C)相等不行比较答案：A。化学势决定物质流动的方向，物质由化学势高的流向低的，自由水分子在多孔硅胶表面的激烈吸附表示自由水分子的化学势高。39．理想气体从状态(A)H(B)G

I经自由膨胀到状态(C)ΔS间隔

II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自觉性(D)U答案：C。理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为间隔系统。40．理想气体从状态p1,V1,T(A)A>DG(B)A<G

等温膨胀到(C)A=G

p2,V2,T，此过程的(D)无确立关系

A与答案：

G的关系为C。因G＝H－TS，A＝UTS，G－A＝pV，G－A＝nRT＝0。41．在标准压力

po下，的水变为同温下的蒸汽，吸热

Qp

。关于该相变过程，以下哪个关系式不可以成立(A)G<0

(B)H=Qp

(C)ΔS间隔<0

(D)S间隔>0

答案：C。间隔系统的熵不行能减少。42．对临界点性质的以下描述中，哪一个是错误的:(A)液相摩尔体积与气相摩尔体积相等(B)液相与气相的界面消逝液，气三相共存答案：D

(C)气化热为零

(D)固，43．下陈述法中哪一个正确当温度恒准时:(A)增添压力有益于液体变为固体(B)增添压力不利于液体变为固体(C)增添压力不必定有益于液体变为固体(D)增添压力与液体变为固体没关答案：C44．关于均衡态的凝集相系统，压力p表示什么含义(A)(B)外压分子间引力总和(D)分子运动动量改变的统计均匀值答案：B45．在α，β两相中均含有A和B两种物质，当达到均衡时，以下种哪状况是正确的：(A)AB(B)AA(C)AB(D)AB答案：B46．在,2p°时，水的化学势与冰的化学势之间的关系如何：(A)前者高(B)前者低(C)相等(D)不行比较答案：B47．单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势：(A)高(B)低(C)相等(D)不行比较答案：A48．已知水的以下5种状态：(1),p,液态(2),2p,液态(3),2p,气态(4),p,液态(5),p,气态以下4组化学势的比较中，哪个不正确(A)μ2>μ1(B)μ5>μ4(C)μ3>μ5(D)μ3>μ1答案：B49．等温等压下，在A和B构成的均相系统中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增添，则B的偏摩尔体积将：(A)增添(B)减小(C)不变(D)不必定答案：B（依据吉布斯－杜亥姆方程判断）50．恒温时B溶解于A形成溶液。若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积，则增添压力将使B在A中的溶解度：(A)增添(B)减小(C)不变(D)不确立答案：A（

GB的化学势增添的更多，则纯B的化学势将大于V可知增添压力，纯pT溶液中B的化学势，所以B的溶解度增大）51．热力学第三定律可以表示为：(A)在0K时，任何晶体的熵等于零(B)在0K时，任何完好晶体的熵等于零(C)在0℃时，任何晶体的熵等于零(D)在0℃时，任何完好晶体的熵等于零答案：B;问答题52．理想气体恒温膨胀做功时U＝0，故Q＝－W，即所吸之热所有转变为功。此与Kelvin说法有否矛盾答：不矛盾。Kelvin的说法是：“不行能从单一热源吸热使之所有转变为功而不惹起其他变化”。本例中，固然热所有转变为功但却惹起了系统的体积的变化。53．孤立系统从始态不行逆进行到终态S＞0，若从同一始态可逆进行至同一终态时S＝0。这一说法能否正确答：不正确。熵是状态函数与变化的门路没关，故只需始态与终态必定S必有定值。孤立系统中的不行逆过程S＞0而可逆过程S＝0是勿庸置疑的。问题是孤立系统的可逆过程与不行逆过程若从同一始态出发是不行能达到同样终态。54．有人以为理想气体向真空膨胀是等熵过程。由于理想气体向真空膨胀时温度不变，故dU＝0；对外不做功，故pdV＝0。所以由dU＝TdS-pdV可得TdS＝0。因T≠0，故

dS＝0。这样的分析正确吗答：不正确。由于在dU＝TdS-pdV中p＝0。本例中p(外)≠p，所以pdV≠0，所以

指系统自己的压力，而膨胀功等于零是指dS≠0。上述过程不是等熵过程。

p(外)dV55．理想气体向真空膨胀是恒温过程，它的S可经过设计一个在同样的始态和终态下的恒温可逆过程来计算。理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它的S能否也可经过设计一个在同样的始态和终态下的绝热可逆过程来计算呢答：不行以。由于理想气体向真空膨胀是绝热不行逆过程，它与绝热可逆膨胀不行能达到同一终态。这是由于理想气体向真空膨胀时温度不变，而绝热可逆膨胀时对外做功耗费内能从而温度降落。56．dU＝TdS-pdV得来时假设过程是可逆的，为何也能用于不行逆的pVT变化过程答：由于在简单的pVT变化过程中，系统的状态只取决于两个独立的强度变量。当系统从状态1变化至状态2时，状态函数U、S、V的改变就是定值。57．dG＝－SdT+Vdp那么能否、－5℃的水变为冰时，因dT＝0、dp＝0，故dG＝058．冰在273K下转变为水，熵值增大，则S＝（Q／T）＞0。但又知在273K时冰与水处于均衡状态，均衡条件是dS=0。上边的说法有些矛盾，如何解说答：孤立系统的均衡条件是dS＝0。上述过程非孤立系统，故熵值理应增大。59．以下求熵变的公式，哪些是正确的，哪些是错误的(1)理想气体向真空膨胀SnRlnV2(2)水在298K，101325Pa下蒸发S＝（HV1－G）／T(3)在恒温、恒压条件下，不行逆相变(G)STP答：（1）正确。因熵为状态函数，其熵变的计算与恒温可逆膨胀同样。2）正确。由G＝H－TS知，若恒温则S＝（H－G）／T。3）正确。此式为Gibbs-Helmhotz方程。使用条件是恒压，化学反应或相变都可用。60．进行下述过程时，系统的U、H、S和G何者为零（1）非理想气体的卡诺循环（2）间隔系统的任意过程（3）在水蒸发成水蒸气（4）绝热可逆过程答：（1）循环过程所有状态函数均不变，其增量都为零。（2）G＝0。（4）S＝0

100℃,101325Pa下1molU＝0。（3）可逆相变61．改正以下错误（1）在一可逆过程中熵值不变；（2）在一过程中熵变是SQ；（3）亥姆赫兹函T数是系统能做非体积功的能量；（4）吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；（5）焓是系统以热的方式交换的能量。答：（1）在绝热可逆过程中熵值不变。（2）在一过程中熵变是SQr；（3）在恒温T恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；（4）在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；5）焓没有明确的物理意义。在恒压且不做非体积功的状况下，焓的增量等于恒压热，即H＝Qp。62．在标准压力下，将室温下的水向真空蒸发为同温同压的气，如何设计可逆过程答：这可以有两种设计门路，一种是等压可逆过程变温到水的沸点，再恒温恒压可逆相变为气，此气再可逆降温至室温；另一条是先等温可逆变压至室温下水的饱和蒸气压，而后可逆相变为气。136.请说明以下公式的使用条件(3分)（1）dS=Q/dT（2）H=nCp,m(T2-T1)（3）G=H-TS答：（1）dS=Q/dT：可逆过程（2）H=nCp,m21：恒压且热容与(T-T)温度没关（3）G=H–TS：恒温;是非题63．（）能发生的过程必定是自觉过程。64．（）功可以所有转变为热，但热必定不可以所有转变为功。65．（）从单一热源汲取热量而所有变为功是可能的。66．（）家里没有空调，可以打开冰箱门来取代空调达到降温的目的。67．（）所有绝热过程的Q为零，△S也必为零。68．（）熵值不行能为负值。69．（）某一化学反应的热效应被反应温度T除，即得此反应的rSm70．（）由于SQR/T，所以只有可逆过程才有熵变；而SBQIR/T，A扬以不行逆过程只有热温商，没有熵变。71．（）物质的标准熵Sm(298K)值是该状态下熵的绝对值。72．（）理想气体绝热可逆过程的△S必定为零，△G不必定为零。73．（）系统达到均衡时熵值最大，吉布斯函数最小。74．（）在绝热恒容的反应器中，H2和Cl2化合成HCl,此过程的rUm为零。75．（）水在100℃，102325Pa下沸腾，吉布斯函数会减少。76．（）△G代表在恒温恒压条件下，系统对外做功的最大能力。77．（）间隔系统的熵恒定不变。78．（）不行逆过程必为自觉过程。79．（）rGm>0的反应，是不行能进行的反应。;填空题80．一个过程系统的熵变为△S，而另一个过程的一直态与前过程同样，但路径不一样，则此△S过程系统的熵变应为_____。(1分)由于状态函数与过程没关81．0℃,kPa下,1mol冰融化成水,吸热kJ,此过程△G=0.82．液体水在100℃，P下气化为水蒸气，此过程的U＞0，H＞0，S=＞0，G=0（填“＞”、“＜”或“=”83．kPa下,1kg100℃的水蒸气冷凝为同温度下的水,此过程△S(系统)<0,△S(总)=0(填>,<或=).;计算题84．(15分)kPa下,1mol的100℃水与100℃的大热源相接触,经过两种不一样的过程到达终态100℃,kPa的水蒸气:(1)保持压力不变;(2)向真空膨胀.试分别计算这两种过程的Q,W,△U,△H,△S,△A及△G并判断过程能否可逆.已知100℃,kPa下水的气化Θ=－1,V(l)=×10-6m3.mol－1,V(g)=×10－2m3热△vapHm.mol-1.解:(1)W=-△V=-×103××10－2×10-6)=-kJQ=△H=kJ△U=Q+W=-=kJ△S=Q/T=×10－3/373=△A=△U-T△S=-=-kJG=0在沸点下蒸发,故为可逆过程.由△G=0也可判断.W=0△U=kJ△H=kJ△S=△A=-kJ△G=0Q=△U-W=kJ△S(环)=-Q/T=-(△U-W)/T=-×10－3/373=-△S(总)=△S+△S(环)=-－1>0过程(2)为不行逆过程.=85．（16分）1mol甲苯(l)在正常沸点可逆蒸发为蒸气，设蒸气可视为理想气体，求过程的Q、W、△U、△H、△S体、△S环、△G和△A。已知正常沸点处△vapHm(甲苯,l)=·mol-1。解：QRQPHnvapHm33.3kJ分WRPVPVm(g)nRT3186JUQW33.33.18630.114kJ分S体QRvapHm33.3103-1TTb86.90JK383.2

4分2分S环Q环QR86.9JK-12分TTGHTSQRQR02分AUTSUQRWR3.186kJ2分86．1mol理想气体从300K,100kPa低等压加热到600K，求此过程的Q、W、U、H、S、G。已知此理想气体300K时的Sm－1－1－1－1。（10分）=·K·mol，cp,m=J·K·mol1.解：W＝－pV=－p(V2-V1)=－pV2+pV1=-nRT2+nRT1=nR(T1-T2)－－1×(300K-600K)==1mol×·K1·molU=nCV,m(T2-T1)=1mol×6506Jp,m21－1·mol－1×(600K-300K)=9000JH=nC(T-T)=1mol×·KQp=H=9000J－1－1×ln(600K/300K)p,m21·mol－－=·K1·mol1－1·mol－1由Smm－－=·K1·mol1TS=n(T2S2－T1S1)=1mol×(600K×·K－1·mol－1－300K×·K－1·mol－1)57474JG=H－TS＝9000J－57474J=－48474J87．在一杜瓦瓶（绝热恒压容器）中，将冰混杂，求均衡后的温度，以及此系统的为6024J·mol－1，水的等压摩尔热容为

5摩尔40℃的水与5摩尔0℃的△H和△S。已知冰的摩尔融化焓J·K－1·mol－1。(10分）解：系统恒压绝热且不做非体积功，过程△H=Qp=0若冰所有融化△H1△融化Hm×·－1=30120，=n=5mol6024JmolJ水降温到0℃时△H2p,m2－1×··－1×(－40K)=－15060J=nC(TT)=5molKmol因△H1△215060J>0，故冰不会全融化，系统温度为℃。+H=0(也许假设冰所有融化并升温至t.依据△H=0，可算出t<0，故合理值应为0)。设冰的融化量为nmol，过程的变化以下：5mol,T1313.2K,H2O(l)H2,S25mol,T2273.2K,H2O(l)nmol,T2273.2K,H2O(s)H1,S1nmol,T2273.2K,H2O(l)则△H=△H1△2·mol－1－，+H=n(6024J)15060J=0得n=molH1（）JS12.56024所以冰融化熵变T273.2K=J·K－1水冷却过程的熵变T2nH2OCp,mdTnHOCp,mlnT2(575.3)JK1ln273.2KT1T2T1313.2K－1△S2==－J·K所以△S=△S1+△S2=J·K－188．将装有mol乙醚的细小玻璃泡放入、20dm3的恒温密闭容器内，容器内充满100kPa、xmol氮气。将小泡打碎，乙醚完好汽化并与氮气混杂。已知乙醚在100kPa下沸点为，此时的蒸发焓为kJ·mol－1。试求（1）混杂气体中乙醚的分压；（2）分别计算氮气和乙醚的△H、△S、△G。（10分）n乙醚RTK1mol1308.15K解：(1)p乙醚103m3==**2025621Pa=V20变化过程中氮气的温度和分压没变，故△H=0J、△S=0J·K－1、△G=0J。乙醚的变化过程可假想为：乙醚(l，，100kPa)(1)乙醚，，(g100kPa)(2)乙醚(g，，p乙醚)于是：△H=△H1+△H2=×+0)kJ=kJn乙醚vapHmn乙醚Rln100pkPaS=△S1+△S2=T乙醚[0.225.101030.28.3145ln100kPa]=308.1525.62kPaJ·K－1－1=J·Kp乙醚25.62]JG=△G1+△G2=0+nRTln100kPa100=－J也许采纳下式计算△G=△H－T△S89．在一个装有理想活塞的导热气缸中,含有100℃、总压140kPa的氮气与水蒸气的混杂气体，氮的摩尔分数y(N2)=.今将该混杂气体恒温可逆压缩到.试求此过程的Q、W、△U、△H、△S、△A、△G。已知水在100℃、kPa下的摩尔气化焓为mol,气体为理想气体，末态水的体积有关于气体的体积可忽视不计，且不考虑N2在水中的溶解。(12分)解：系统所经过程以下n(N2)n(H2O,g)dT0T373.15Kp1140kPa3此中:n(N2)y(N2)p1V1RT

n(N2)n(N2)n(H2O,g)n(H2O,l),n'(H2O,g)dTT0373.15K373.15KTp2(H2O)101.325kPap3(H2O)101.325kPap2(N2)p3(N2)100kPa140*103*0.40.45*8.314*373.158.1228moln(H2O,g)(1y(N2))*y(N2)(10.45)*8.1228mol9.9279moln(N2)0.45p2(总压)p2(H2O)101.325kPa184.227kPay(H2O)0.55V2p1V10.304m3p2终态:V3p2(N2)V2(184.227101.325)kPa*0.304m30.252m3p3(N2)100kPan'(H2O,g)p3(H2O)V38.2305molRTn(H2O,l)(9.92798.2305)mol1.6974mol气体看作理想气体办理,整个过程恒温,所以△H(N2)=△U(N2)=0,H=△H(N2)+△H(H2O)=△H(H2O)=21H(H2O)32H(H2O)=n(H2O,l)*[vapHm(H2O)]0(理想气体)+*mol)-U=△H-△pV=△H-p3V3+p1V1△H-[(n’(H2O,g)+n(N2))-(n(H2O,g)+n(N2))]RT-kJS=△S(N2)+△S(H2O)p(N)p(HO)n(H2O,l){vapHm(H2O)}n(N2)Rlnp1(N2){n(H2O,g)Rlnp1(H2O)T}=3222={8.1228*8.314ln140*0.45[99.9279