1樓:匿名使用者
1. 1×105pa下,求算393k h2o(g)的規定熵。已知:
smø(298k,h2o,l)=69.94 j·k-1·mol –1;
cp,m(h2o,l)=75.3 j·k-1·mol –1;
cp,m(h2o,g)=188.7 j·k-1·mol –1;
水的氣化熱為4.067×104j·mol –1。
解:s,mø(393,h2o,g)=smø(298,h2o,l)+ +
+
smø(393,h2o)=206 j·k-1·mol-1
2. 1×105pa下,求甲苯在393k時的規定熵,已知甲苯在正常沸點383k時的汽化熱為33.5kj·mol –1,smø(甲苯,298,l)=219.
2j·k-1·mol –1,cp,m(甲苯,l)=156.1j·k-1·mol –1,cp,m(甲苯,g)=103.8j·k-1·mol –1。
解:smø (甲苯,g,393)=smø(甲苯,l,298)+ +
+=348.5j·k-1·mol-1
3. 絕熱容器由隔板分成兩部分,分別盛有溫度、壓力、體積相同的兩種氣體(可視為理想氣體)各1mol,抽去隔板兩種氣體混合,求該過程的δs,是否能利用熵判據判斷該過程的性質?如何判斷?
解:cp,m=cv,m+r=20.78j·k-1·mol-1
smø(600)=smø(298)+
=smø (298)+cp,m(600/298)
=160.8j·k-1·mol-1
4. 一絕熱容器由絕熱隔板分成兩部分,分別放置兩塊各1mol的金屬銅,溫度分別為263k和313k,抽去隔板後,兩塊銅達到熱平衡,求其δs,如何用熵判據判斷該過程的性質?(已知cp,m(cu,s)=24.
5j·k-1·mol-1)
解:達到熱平衡時的溫度 t=1/2(t1+t2)=288k
δs=ncp,m(t/t1)+ncp,m(t/t2)=0.18 j·k-1
∵ q=0 w=0 是孤立體系 δs(孤)>0
∴ 該過程是自發過程
5.27℃,1mol理想氣體體積為5.00dm3,當向真空中膨脹至10.0 dm 3時,求w ,q,
δu, δs, δg, δh。
解:w=0 δu=0 q=0 δh=0
δs=nrln(v2/v1)=5.76 j·k-1
δg=-tδs=-1.73×103 j
6. 1mol n2(理想氣體)由200kpa,473k絕熱膨脹(不可逆)至10.0kpa,340k,求算其δs。
解:δs=cp,mln(t2/t1)+nrln(p1/p2)
=7/2 rln(340/473)+rln20.0
=15.3 j·k-1
7. 1mol水在373k,101.3kpa下向真空蒸發變成373k和101.3kpa的水蒸氣,試計算該過程的熵變,並判斷該過程是否為自發過程。
已知:水的氣化熱為2259j·g-1。水蒸氣可視為理想氣體。
解:δs(體)=nδvaphmø/t=109 j·k-1
q(實)=δu=δh-nrt=37561 j
δs(環)=-q(實)/t=-101 j·k-1
δs(總)=δs(體)+δs(環)=8.0 j·k-1
∵ δs(總)>0,且環境不對體系做功
∴ 該過程為自發過程
8. 計算273k,101.3kpa下,1mol水凝結成273k的冰時的熵變。已知 冰的熔化熱為 6008 j·mol-1。
解:273k,101.3kpa下, h2o(l)→h2o(s) 為可逆相變
δs=nδvaphmø/tb=-22.01 j·k-1
9. 1mol苯在353k,101.3kpa與353k的大熱源相接觸,使它向合適體積的真空器皿中蒸發完全變成101.
3kpa的苯蒸氣,計算該過程的熵變,並判斷該過程是否為自發過程。已知:苯在353k的飽和蒸氣壓為101.
3kpa,苯的蒸發熱為394 j·g-1,苯蒸氣可視為理想氣體。
解:7:δs(體)=nδvaphmø/t=87.1 j·k-1
q(實)=δu=δh-nrt=27797 j
δs(環)=-q(實)/t=-78.5 j·k-1
δs(總)=δs(體)+δs(環)=8.4 j·k-1
∵ δs(總)> 0 且環境不對體系做功
∴ 該過程為自發過程
10. 1mol c6h6(l)在正常沸點353.1k下可逆蒸發,其汽化熱為395 j·g-1,計算δs及δa。
解:δs=qr/t=87.3 j·k-1
δa=-w (等溫可逆)
=-rt=-2.94 kj
11. 1molc6h6(l)在標準壓力及353.1k(正常沸點)時,蒸發為蒸氣(視為理想氣體),計算此過程中的δa。
解:方法(1) δa=-w
w=rt=2936 j
δa= -rt= -2936 j
方法(2) δgt,p=0
δa=δg-pδv= -rt= -2936
12. 試比較下列兩個熱機的最大效率:
(1)以水蒸氣為工作物質,工作於403k及313k兩熱源之間
(2)以汞蒸氣為工作物質,工作於653k及323k兩熱源之間。
解:(1) η=(t2-t1)/t2
=22.3%
(2) η=(t2-t1)/t2
=50.5%
13. 蒸汽機在393k和303k之間工作,欲使此蒸汽機做功1010j,試計算最少需要從393k熱庫中吸取多少熱量。
解:此熱機的最大效率η=w/q2=(t2-t1)/t2
∴ 1010/q2=(393-303)/393=0.229
∴ q2=4410 j
14. 在一溫度為298k的室內有一冰箱,冰箱的溫度為273k,試問欲使1k**結冰,至少要做功若干?此冰箱放熱若干?已知冰的熔化熱為334.7j·g-1。
解:β=q1/(-w)=t1/(t2-t1)
(1000×334.7)/(-w)=273/(298-273)
∴ w=-30625 j
此冰箱對環境放熱為 q2=w-q1= -365325j
15. 2mol理想氣體在269k時,由4×105pa,11.2dm3絕熱向真空膨脹到2×105pa,22.
4dm3,計算δs,是否能利用熵判據判斷該過程的性質?如何判斷?
解:δs=nrln(v2/v1)=11.53 j·k-1
能用熵判據判斷該過程的性質
δs(環)=-q/t=0
δs(總)=δs(環)+δs(體)=11.53 j·k-1
∵ δs(總)> 0 且環境不對體系做功
∴ 該過程為自發過程
16. 使5安培的電流經過20歐姆5秒鐘,同時在電阻周圍有恆溫為283k的水流過,若水是大量的,試分別計算電阻和水的δs。
解:電阻的狀態未發生變化,∴ δs(電阻)=0
q(水)=i2rt=2500j
δs(水)=q(水)/t=8.83j·k-1
17. 恆溫下將1.013×105pa的h2與o2各2mol混合,試計算熵變(假設h2與o2為理想氣體)。
解:δs=-r(nalnxa+nblnxb)
=23.04j·k-1
18. 2mol理想氣體在320k時等溫可逆膨脹從1.013×106pa變為1.013×105pa,計算q、w、δu、δh、δs、δa、δg。
解:w=q=nrtln(p1/p2)=12251.96j
δu=δh=0
δa=-nrtln(p1/p2)=-12251.96j
δg=nrtln(p2/p1)=-12251.96j
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物理化學熱力學第二定律的題
2樓:匿名使用者
h2o(g, 298k, 101325pa) -> h2o(l, 298k)
可以拆分成兩個過程:
h2o(g, 298k, 101325pa) -> h2o(g, 298k, 3168pa)
h2o(g, 298k, 3168pa) -> h2o(l, 298k)
第二個過程△g=0,只需計算第一個過程就行了。
△g=rtln(p2/p1),直接就算出△g=-8.59kj△h根據△vaphm計算,為-39.9kj根據二者即可算出△s=-105j/k
△g<0會自動進行
物理化學的熱力學第二定律問題
3樓:匿名使用者
迴圈過程,反應的起點和終點一樣,熵是狀態函式,起始和終止狀態一樣,狀態函式的改變值是0
關於物理化學中的熱力學第二定律求具體分析
這個題有相當難度。為明確起見假定w是指外界對系統做的淨功,題中未指明w的定義,是題目不完善的地方。如原題w定義為系統對外做的淨功則以下結論相反。首先可以判斷的是這個迴圈不可能是順迴圈,且一個迴圈後從外界吸熱q,對系統做負功 w 0 否則將是第二類永動機,從單一熱源吸熱全部轉化為功。第二,如果經一個迴...
關於熱力學第二定律,關於熱力學第二定律的問題
非8常8道 樓主說的是開爾文 普朗特說法 1851年 不可能製造出從單一熱源吸熱,使之全部轉化為功而不留下其他任何變化的熱力發電機。下面對樓主的話逐一分析。1 那可不可能通過引起其它變化使單一熱源吸熱全部用來做功呢?答 可以。比如,典型的熱力過程有哪些呢?有四個,等壓過程 等容過程 等溫過程 等熵過...
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宇宙空間飛船 熱力學第二定律是什麼? 熱不可能自發的從低溫向高溫傳遞而不引起其他變化 電冰箱製冷,電動機工作 不可能將內能全部用來對外做功而不引起其他變化 機械能可全部轉化內能 剎車。內能不能全部轉化為機械能,熱機效率不能達到百分百 麥樂福 就是說熱量只能由高溫物體傳到低溫物體,如果要把它反過來就要...