物理化学课后答案 第三章 热力学第二定律

物理化学课后答案 第三章 热力学第二定律

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1、第三章热力学第二定律3.1       卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求(1)   热机效率;(2)   当向环境作功时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。解:卡诺热机的效率为                   根据定义             3.5       高温热源温度,低温热源。今有120kJ的热直接从高温热源传给低温热源,龟此过程的。      解:将热源看作无限大,因此,传热过程对热源来说是可逆过程             3.6       不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下,当热机从高温热源吸热时,两热源的总熵变。(1

2、)   可逆热机效率。(2)   不可逆热机效率。(3)   不可逆热机效率。解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义               因此,上面三种过程的总熵变分别为。3.7       已知水的比定压热容。今有1kg,10°C的水经下列三种不同过程加热成100°C的水,求过程的。(1)   系统与100°C的热源接触。(2)   系统先与55°C的热源接触至热平衡,再与100°C的热源接触。(3)   系统先与40°C,70°C的热源接触至热平衡,再与100°C的热源接触。解:熵为状态函数,在三种情况下系统的熵变相同                   在过程中系

3、统所得到的热为热源所放出的热,因此            3.8       已知氮(N2,g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为                   将始态为300K,100kPa下1mol的N2(g)置于1000K的热源中,求下列过     程(1)经恒压过程;(2)经恒容过程达到平衡态时的。      解:在恒压的情况下                                在恒容情况下,将氮(N2,g)看作理想气体                                                                       

4、    将代替上面各式中的,即可求得所需各量                    3.9       始态为,的某双原子理想气体1mol,经下列不同途径变化到,的末态。求各步骤及途径的。(1)   恒温可逆膨胀;(2)   先恒容冷却至使压力降至100kPa,再恒压加热至;(3)   先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa,再恒压加热至。解:(1)对理想气体恒温可逆膨胀,DU=0,因此             (2)     先计算恒容冷却至使压力降至100kPa,系统的温度T:                          (3)   同理,先绝热可逆膨胀到使压力降至100k

5、Pa时系统的温度T:             根据理想气体绝热过程状态方程,                   各热力学量计算如下                          2.12       2mol双原子理想气体从始态300K,50dm3,先恒容加热至400K,再恒压加热至体积增大到100dm3,求整个过程的。      解:过程图示如下                    先求出末态的温度                                 因此,                    两个重要公式对理想气体      3.17       组成为的单

6、原子气体A与双原子气体B的理想气体混合物共10mol,从始态,绝热可逆压缩至的平衡态。求过程的。      解:过程图示如下                                 混合理想气体的绝热可逆状态方程推导如下                                                    容易得到                    3.18       单原子气体A与双原子气体B的理想气体混合物共8mol,组成为,始态。今绝热反抗恒定外压不可逆膨胀至末态体积的平衡态。求过程的。      解:过程图示如下                 

7、                先确定末态温度,绝热过程,因此                                                          3.19       常压下将100g,27°C的水与200g,72°C的水在绝热容器中混合,求最终水温t及过程的熵变。已知水的比定压热容。      解:过程图解如下                                 321       绝热恒容容器中有一绝热耐压隔

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