第三章热力学第二定律

内容发布更新时间 : 2025/7/16 2:37:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

57K,再绝热可逆膨胀到500kPa的终态。试求此过程终态的温度,过程的Q、?H与?S。

解:n=4mol,理想气体,CV,m=2.5R

?p1?600kPa ?T?531.43K?1dV=0

加热

?T2?708.57K ?p?2绝热可逆

膨胀

?p3?500kPa ?T?3p2=p1/T2/T1 = 600kPa ?708.57K/531.43K=800.0kPa

?p3?T3?T2??p???2?整个过程:

R/Cp,m?500??708.57K??800??1/3.5?619.53K

Q??U1?nCV,m(T2?T1)={4?2.5?8.314(708.57?531.43)}J = 14.727kJ

?H?nCp,m(T3?T1)={4?3.5?8.314(619.53?531.43)}J = 10.254kJ

?S??S1??S2??S1?nCV,mln(T2/T1)={4?2.5?8.314 ln (708.57/531.43)}J·K?1=23.917 J·K?1

3—7(A) 1 mol CO(g,理想气体)在25℃、101.325kPa时,被506.63kPa的环境压力缩到200℃

的最终状态,求此过程的Q、W、?U、?H、?S。已知CO(g)的Cp,m?3.5R

解:n=1 mol CO(g)

恒外压 ?T1?298.15K ?p?101.325kPa?1p(环)=506.63kPa

?T2?473.15K ?p?p(环)?2W??p(环)(V2?V1)??nR(T2?T1p2/p1)=?8.314(473.15?298.15?506.63/101.325)J=8.4604kJ

?U?nCV,m(T2?T1)?{2.5?8.314(473.15?298.15)}J=5.092kJ

?S?nCp,m(T2?T1)?nRln(p1/p2)

=8.314{3.5ln(473.15/298.15)+ln(101.325/506.63)}J·K?1 =57.42?10?3J·K?1

5?R、标准熵Sm(g)=130.67J·K?1·mol?1,若将25℃、标2准状态下的1 mol H2(g)先经绝热不可逆压缩到100℃,再恒温可逆膨胀到100℃、101.325kPa,求终态H2(g)的熵值。

3—8(A)已知25℃下H2(g)的CV,m?解:H2(g)的CV,m?2.5R,Cp,m?3.5R ?Q=0 ?T1?298.15K ???p?p?100kPa?1不可逆

T2?373.15K

dT=0

可逆

?T3?T2 ?p?101.325kPa?3?Sm,1?Sm(H2,g,298.15K)?130.67J·K?1·mol?1

题给中间状态虽不能确定,但始末状态确定,故不影响所有状态函数增量的计算。

?Sm?Sm,3?Sm,1?Cp,mln(T3/T1)?Rln(p1/p3)

=8.314{3.5ln(373.15/298.15)+ln(100/101.325)}J·K?1·mol?1=6.420J·K?1·mol?1

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题给过程末态的摩尔规定熵:

?Sm(H2,g,373.15K,101.325kPa)??Sm?Sm(H2,g,298.15K)

= (310.67+6.420)J·K?1·mol?1=137.09J·K?1·mol?1

3—9(A) 有一系统如附图所示。已知系统中气体A、B均为理想气体,且CV

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