热力学第二定律齐齐哈尔大学物理化学考试参考

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1、3.3卡诺热机在T1=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作。求：（1）热机效率h；（2）当向低温热源放热－Q2=100kJ时，系统从高温热源吸热Q1及对环境所作的功－W。3.7已知水的比定压热容cp＝4.184J·g-1·K-1。今有1kg，10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水，求各过程的DSsys，DSamb，及DSiso。（1）系统与100℃热源接触；（2）系统先与55℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触；（3）系统先后与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃热源接触。解：（1）（2）（3）系统的始终态与（1）、（2

2、）相同，所以熵变与（1）、（2）相同，3.112mol双原子理想气体从始态300K，50dm3，先恒容加热至400K，再恒压加热使体积增大到100dm3。求整个过程的Q，W，DU，DH，DS。解：2mol，P1T1=300KV1=50dm3，2mol，T2=400KP2，V2=V12mol，T3P3=P2，V2系统终态压力系统终态温度双原子理想气体CV，m=2.5R，Cp，m=CV，m+R=3.5R3.122mol某双原子理想气体的(298K)=205.1J·mol-1·K-1。从298K，100kPa的始态，沿pT=常数的途径可逆压缩到200kPa的终态

3、，求整个过程的Q，W，DU，DH，DS和DG。3.143mol双原子理想气体从始态100kPa，75dm3，先恒温可逆压缩使体积缩小至50dm3，再恒压加热至100dm3，求整个过程的Q，W，DU，DH及DS。3.155mol单原子理想气体从始态300K，50kPa，先绝热可逆压缩至100kPa，再恒压冷却使体积缩小至85dm3，求整个过程的Q，W，DU，DH及DS。解：5mol，300K50kPa，V15mol，T2100kPa，V25mol，T3100kPa，85dm3单原子理想气体CV，m=1.5R，Cp，m=CV，m+R=2.5R，绝热过程方程式：

4、，有：系统终态温度，，3.16始态300K，1MPa的单原子理想气体2mol，反抗0.2MPa的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态。求过程的W，DU，DH及DS。3.21绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为2mol的200K，50dm3的单原子理想气体A，另一侧为3mol的400K，100dm3的双原子理想气体B。今将容器中的绝热隔板撤去，气体A与气体B混合达到平衡态。求过程的DS。解：设系统达到平衡时温度为T。将容器中的气体作为系统，因为绝热，Q＝0，环境不对系统作功，W＝0，所以DU＝0。则平衡时温度其中，单原子理想气体CV，m（A）=1.5R，双原

5、子理想气体CV，m（B）=2.5R则有3.23甲醇(CH3OH)在101.325kPa下的沸点（正常沸点）为64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓。求上述温度、压力条件下，1kg液态甲醇全部成为甲醇蒸汽时的Q，,W，DU，DH及DS。3.24298.15K，101.325kPa下，1mol过饱和水蒸气变为同温同压下的液态水，求此过程的DS及DG。并判断此过程能否自动进行？已知298.15K时水的饱和蒸气压为3.166kPa，质量蒸发焓为2217J·g-1。3.26常压下冰的熔点为0℃，比熔化焓Dfush=333.3J·g-1。水和冰的比定压热容分别为cp(H

6、2O,l)＝4.184J·g-1·K-1及cp(H2O,s)＝2.000J·g-1·K-1。系统的始态为一绝热容器中的1kg，25℃的水及0.5kg，－10℃的冰。求系统达到平衡态后，过程的DS。解：这是一个绝热恒压过程。1kg，25℃的水降温到0℃，放出的热量为：Q(水)=m(水)cp(水)(25－0)=1000×4.184×25=104.6kJ0.5kg，－10℃的冰升温到0℃，吸收的热量为：Q(冰)=m(冰)cp(冰)[0－(－10)]=500×2.000×10=10.0kJ若冰全部融化所需热为：Qfus(冰)=m(冰)Dfush=500×333.3

7、=166.65kJ因为Q(冰)＜Q(水)＜Q(冰)＋Qfus(冰)，即1kg，25℃的水降温到0℃，放出的热量足以使0.5kg，－10℃的冰升温到0℃，但不可能将0.5kg冰全部融化，所以终态时是冰水混合物，终态温度T=0℃（273.15K）。设有xg冰融化，则m(水)cp(水)(25－0)=m(冰)cp(冰)[0－(－10)]＋xDfush1000×4.184×25=500×2.000×10＋x×333.3x=283.83g3.28将装有0.1mol乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容积为10dm3的恒容密闭的真空容器中，并在35.51℃的恒温槽中

8、恒温。35.51℃为在101.325kPa下乙醚的沸点。已知在此条