《热力学第二定律》作业 (2)

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1、《热力学第二定律》作业1．有5molHe(g)，可看作理想气体，已知其，从始态273K，100kPa，变到终态298K，1000kPa，计算该过程的熵变。解：2．有2mol理想气体，从始态300K，20dm3，经下列不同过程等温膨胀至50dm3，计算各过程的，，，和的值。(1)可逆膨胀；(2)真空膨胀；(3)对抗恒外压100kPa。解：(1)可逆膨胀，(2)真空膨胀，，，同(1)，(3)对抗恒外压100kPa。由于始态终态同(1)一致,所以，，同(1)。，3．1molN2(g)可看作理想气体，从始态298K，100kPa，经如下两个等温过程，分别到达终态压力为600kPa，分别求过程的，，，，

2、，，和的值。(1)等温可逆压缩；(2)等外压为600kPa时的压缩。解：(1)等温可逆压缩，(2)等外压为600kPa时的压缩，由于始态终态同(1)一致,所以，，，，同(1)。4．将1mol双原子理想气体从始态298K，100kPa，绝热可逆压缩到体积为5dm3，试求终态的温度、压力和过程的，，，和的值。解：5．将1mol苯C6H6(l)在正常沸点353K和101.3kPa压力下，向真空蒸发为同温、同压的蒸气，已知在该条件下，苯的摩尔汽化焓为，设气体为理想气体。试求(1)该过程的和；(2)苯的摩尔汽化熵和摩尔汽化Gibbs自由能;(3)环境的熵变；(4)根据计算结果，判断上述过程的可逆性。解：

3、设计可逆过程p外＝0(I)C6H6(g)353KC6H6(l)353K可逆(II)(1)W=0(2)(3)(4)6．某一化学反应若在等温等压下(298.15K,)进行，反应进度为1mol时，放热40.0kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0kJ。(1)计算该化学反应的；(2)当该反应自发进行时(即不作电功时)，求环境的熵变及总熵变；(3)计算体系可能做的最大功为若干？解：(1)(2)(3)7．1mol单原子理想气体始态为273K，，分别经历下列可逆变化：(a)恒温下压力加倍(b)恒压下体积加倍(c)恒容下压力加倍(d)绝热可逆膨胀至压力减少一半。(e)绝热不可逆反抗恒外压0.5×膨胀

4、至平衡。试计算上述各过程的、、、、、、。(已知273K，下改气体的摩尔熵为100)解：(a)恒温下压力加倍或(b)恒压下体积加倍，当时，或(c)恒容下压力加倍，当时，(d)绝热可逆膨胀至压力减少一半(e)绝热不可逆反抗恒外压0.5×膨胀至平衡绝热不可逆过程中不可用绝热可逆过程方程，现利用下述方法求终态温度。理想气体的绝热不可逆过程的熵变计算可使用状态I到状态II的普遍熵变公式：8．在298K和100kPa压力下，已知C(金刚石)和C(石墨)的摩尔熵、摩尔燃烧焓和密度分别为：物质C(金刚石)2.45-395.403513C(石墨)5.71-393.512260试求：(1)在298K和100kPa

5、下，C(石墨)C(金刚石)的；(1)在298K和100kPa时，哪个更稳定？(3)增加压力能否使不稳定晶体向稳定晶体转变？如有可能，至少要加多大的压力，才能实现这种转化？解：(1)C(石墨)C(金刚石)(2)在298K和100kPa下，，说明在此条件下反应不能右向进行，即石墨不能变为金刚石，故此时石墨稳定。(3)加压有利于反应朝着体积缩小的方向进行。金刚石的密度比石墨的大，单位质量的体积比石墨的小，所以增加压力有利于使石墨变为金刚石。欲使，解上式得需加压到1.52×109Pa时才能使石墨变为金刚石。