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《大学物理化学2-热力学第二定律课后习题及答案.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、热力学第二定律课后习题答案习题1在300K，100kPa压力下，2molA和2molB的理想气体定温、定压混合后，再定容加热到600K。求整个过程的DS为若干？已知CV,m,A=1.5R，CV,m,B=2.5R[题解]DS=DS1+DS2，n=2molDS1=2nRln(2V/V)=2nRln2DS2=(1.5nR+2.5nR)ln（T2/T1）=4nRln2所以DS=6nRln2=(6´2mol´8.314J·K-1·mol-1)ln2=69.15J·K-1[导引]本题第一步为理想气体定温定压下的混合熵
2、，相当于发生混合的气体分别在定温条件下的降压过程，第二步可视为两种理想气体分别进行定容降温过程，计算本题的关键是掌握理想气体各种变化过程熵变的计算公式。习题22mol某理想气体，其定容摩尔热容Cv，m=1.5R，由500K，405.2kPa的始态，依次经历下列过程：(1)恒外压202.6kPa下，绝热膨胀至平衡态；(2)再可逆绝热膨胀至101.3kPa；(3)最后定容加热至500K的终态。试求整个过程的Q，W，DU，DH及DS。[题解]（1）Q1=0，DU1=W1，nCV,m（T2－T1），（2）Q2=0
3、，（3）DV=0，W3=0，整个过程：Q=Q1+Q2+Q3=4.91kJ，DU=0，DH=0，Q+W=DU，故W=－Q=－4.91kJ[导引]本题的变化过程为单纯pVT变化，其中U、H和S是状态函数，而理想气体的U和H都只是温度的函数，始终态温度未变，故DU=0，DH=0。DS的计算可利用理想气体定温过程的公式。本题关键为Q和W的计算，因为Q和W是过程量，必须依据过程中的每一步进行分步计算。又，本题型是考研题中常见的。习题3计算2mol镉从25℃加热至727℃的熵变化。已知：镉的正常熔点为321℃，Dfu
4、sHm=6108.64J·mol-1。相对原质量为112.4，Cp,m(Cd，l)=29.71J·mol-1·K-1，Cp,m(Cd，s)=(22.48+10.318´10-3T/K)J·mol-1·K-1。[题解]在25～727℃的温度区间，金属镉将发生熔化现象，可设计如下过程：Cd(l)2mol,101.325kPa，727℃Cd(s)2mol，101.325kPa25℃DS3DS1DS2Cd(l)2mol101.325kPa，321℃Cd(s)2mol，101.325kPa，321℃DSΔS=ΔS1
5、+ΔS2+ΔS3=89.11J·K-1[导引]本题为定压变温过程，但在变温区间内存在相变，所以必须将整个途径分解为pVT变化过程和可逆相变过程，依据公式分步计算其熵变，最后利用状态函数的特点加和求得。习题4在下列情况下，1mol理想气体在27℃定温膨胀，从50dm3至100dm3，求过程的Q，W，DU，DH及DS。（1）可逆膨胀；（2）膨胀过程所作的功等于最大功的50%；（3）向真空膨胀。[题解]（1）理想气体定温可逆膨胀DU=0，DH=0（2）Q=－W=50%Wr=864.44JDS=5.76J·K-1
6、，DU=0，DH=0（3）Q=0，W=0，DU=0，DH=0DS=5.76J·K-1[导引]本题涉及两个重要概念：其一为封闭系统经不同过程由同一始态到达同一终态，状态函数的改变量相同，而Q和W是过程量，其数值与过程有关；其二为本题第二问中膨胀过程所作最大功就是定温可逆膨胀过程所作的功。习题5C2H5OH(g)脱水制乙烯反应：C2H5OH(g)®C2H4(g)+H2O(g)，在800K时进行，根据下表数据求反应的DrSmy(800K)物质C2H5OH(l)C2H5OH(g)H2O(l)H2O(g)C2H4(
7、g)Smy(298K)/J·K-1·mol-1282.069.94219.45Cp,m(B)/J·K-1·mol-1111.4671.1075.3033.5743.56DVapHmy/kJ·mol-138.9140.60T*b/K351.0373.2[题解]Smy(C2H5OH,g,800K)=(282.0+111.46ln)J·K-1·mol-1=469.7J·K-1·mol-1Smy(C2H4,g,800K)=(219.45+43.56ln)J·K-1·mol-1=262.44J·K-1·mol-1S
8、my(H2O,g,800K)=(69.94+75.30ln)J·K-1·mol-1=221.22J·K-1·mol-1DrSmy(800K)=åBnBSmy(B,800K)=14.0J·K-1·mol-1[导引]公式DrSmy(T)=DrSmy(298.15K)+必须在[298.15K，T]间各参与反应物质无相变时使用。若在此温度区间内存在相变，则需对发生相变的物质的熵变单独计算，再利用公式DrSmy(T)=ånBSmy(B,
