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1、热力学第二定律作业1有5mol He(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)。 ， 31mol N2(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
2、求过程的， ，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
3、果，判断上述过程的可逆性。 解：设计可逆过程p外0 (I)C6H6(g)353K C6H6(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1 mol时，放热40.0kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0 kJ。(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) 71mol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
4、减少一半。(e)绝热不可逆反抗恒外压0.5膨胀至平衡。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 -395.40 3513 C(石墨) 5.71 -393.51 2260 试求：(1) 在298K和100kPa下，C(石墨) C(金刚石)的 ；(2) 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1.52109Pa时才能使石墨变为金刚石。