0
n1Cp,m(冰)(273-T1)+n1△fusHm+n1Cp,m(水)(T-273K)= n1Cp,m(水)(313K-T)
3
即10×36.3×(273-263)+10×6.00×10+10×75.3(T/K-273)=50×75.3(313-T/K) 解得T=292.25K 冰升温至冰点的过程 △S1=n1Cp,m(冰)ln(T2/T1)
-1
=[10×36.6ln(273/263)]J·K-1=13.55J·K冰的相变化过程
3
△S2=△H/T=(10×6.00×10/273)J·K
-1
=219.8J·K 冰变水后的升温过程 △S3= n1Cp,m(水)ln(T/T1)
-1
=[10×75.3ln(292.3/313)]J·K过程中系统的总熵变为
-1
△S=△S1+△S2+△S3+△S4=27.18J·K
11、解:
-1
-1
=-257.61J·K
0.1mol乙醚 (1,35OC) 0.4mol氮 (g,10dm3,35 OC) 理想混合气 (10dm3,35 OC)
+
-3
(1) p(Et2O)=nRT/V=(0.1×8.314×308)/(10×10
4
)Pa=2.561×10Pa
(2) (理想)混合前后氮气的状态无变化(T、V及分压p(N2)均未变)故
O
(3) 设乙醚先汽化为35
C,101325Pa的蒸气,然后充满容器。
2 1 Et2O(l) 35OC,101325 Pa Et2O(g) 35OC,101325 Pa
Et2O(g) 35OC,25610Pa
3
△H1=(0.1×25.10×10)J=2510J △G1=0
-1
△S1=△H1/T=(2510/308)J·K△H2=0
-1
△S2=nRlnp1/p2=(0.1×8.314×ln101325/25610)J·K△H=△H1+△H2=2510J
-1
△S=△S1+△S2=9.29J·K△G=△G1+△G2=-352J
=-352J
=8.149J·K
-1
该题为相变及混合的综合过程。
一、填空题
1、可逆循环的热温商之和等于 ,在工作于温度为T1与T2两热源间的所有热机中,只有 热
机的效率最高,它的效率值可达η= 。
2、历史上曾提出过两类永动机。第一类永动机指的是 就能做功的机器。因为它违反
了 定律,所在造不出来。第二类永动机指的是 , 它并不违反 定律,但它违反了 定律,故也是造不出来的。 3、熵是系统的状态函数,按性质的分类,熵属于 性质。在隔离系统中,一切可能发生的宏观过
程都是 过程,均向着系统的熵值 的方向进行。直至平衡时,熵值达到此条件下的 为止。在隔离系统中绝不会发生熵值 的过程。
4、从熵的物理意义上看,它是量度系统 的函数。当物质由它的固态变到液态,再变到气态
时,它的熵值应是 的。而当温度降低时,物质的熵值应是 的。热力学第三定律的内容是 。 5、下列各公式的适用条件分别是:对亥氏函数判据公式△A≤0,是
。对吉氏函数判据公式△G≤0,是 。对热力学基本方程式,如dG=-SdT+Vdp等,是 。
6、热力学第一定律△U=Q+W的适用条件是 ;热力学第二定律△S≥0作判据时的适用条件
是 ;热力学第三定律S(0K)=0的适用条件是 。
7、理想气体的恒温过程为恒 的过程;所有气体的节流膨胀为恒 过程;所有系统的可逆
绝热过程为恒 ;所有恒温恒压下的可逆相变过程为恒 的过程。
8、理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到相同的终态压力,则终态的温度T可
逆
T不可逆,终态的体积V可逆 V不可逆(填入>、<或=)。
9、对于U、H、S、F和G等热力学量,
(1)在绝热定容反应器中反应,过程中不变的量是 。 (2)在373K和101325Pa下,液体水气化过程中不变的量是 。 (3)气体绝热可逆膨胀过程中不变的量是 。 (4)理想气体节流膨胀过程中不变的量是 。
10、理想气体等温向真空膨胀,体积由V1变到V2,其△U ,△S 。 11、实际气体绝热自由膨胀,其△U 0,△S 0。
12、在 、 、 的条件下,系统的自发变化总是朝着吉布期函
数 的方向进行的,直到系统达到平衡。
二、单选题
1、下列关于卡诺循环的描述中,正确的是( )
A.卡诺循环完成后,体系复原,环境不能复原,是不可逆循环 B.卡诺循环完成后,体系复原,环境不能复原,是可逆循环 C.卡诺循环完成后,体系复原,环境也复原,是不可逆循环 D.卡诺循环完成后,体系复原,环境也复原,是可逆循环
2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机,其效率约为( ) A.83% B.25% C.100% D.20%
3、对于理想气体的等温压缩过程,(1)Q=W、(2)ΔU=ΔH、(3)ΔS=0、(4)ΔS<0、(5)ΔS>0上述五个关
系式中,不正确的是( )
A.(1) (2) B.(2) (4) C.(1) (4) D.(3) (5)
4、设ΔS1与ΔS2分别表示为n molO2(视为理气),经等压与等容过程,温度从T升至2T时的熵变,则ΔS1/
ΔS2等于( )
A.5/3 B.5/7 C.7/5 D.3/5 5、不可逆循环过程中,体系的熵变值( )
A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定
6、对理想气体的自由膨胀过程,(1)Q=ΔH、(2)ΔH>Q、(3)ΔS=0、(4)ΔS>0。上述四个关系中,正确的
是( )
A.(2) (3) B.(1) (3) C.(1) (4) D.(2) (4)
7、1mol理想气体从300K,1×106
Pa绝热向真空膨胀至1×105
Pa,则该过程( )A.ΔS>0、ΔG>ΔA B.ΔS<0、ΔG<ΔA C.ΔS=0、ΔG=ΔA D.ΔA<0、ΔG=ΔA 8、孤立体系发生一自发过程,则( )
A.ΔA>0 B.ΔA=0 C.ΔA<0 D.ΔA的符号不能确定 9、下列过程中ΔG=0的过程是( ) A.绝热可逆且W'=0的过程 B.等温等容且W'=0的可逆过程 C.等温等压且W'=0的可逆过程 D.等温且W'=0的可逆过程 10、-ΔG (T,p)>W'的过程是( ) A.自发过程 B.不可逆过程 C.不能发生的过程 D.非自发过程
11、373K,101.3kPa的水向真空膨胀变为373K,101.3kPa的水蒸气,则( ) A.ΔS=0 B.ΔU=0 C.ΔH=0 D.ΔG=0 12、水蒸汽在373K,101.3kPa下冷凝成水,则该过程( ) A.ΔS=0 B.ΔA=0 C.ΔH=0 D.ΔG=0
13、在298K时,已知气相反应 2CO?
2=2CO+O2的ΔrGm=514.2kJ,则此反应的Δ?
rAm与
Δ?
rGm的关系是( )
A.Δ??rAm=ΔrGm B.Δ?
?
rAm<ΔrGm
C.Δ?
?
rAm>ΔrGm D.无法比较
14、对理想气体自由膨胀的绝热过程,下列关系中正确的是( ) A.ΔT>0、ΔU>0、ΔS>0 B.ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0 C.ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0 D.ΔT=0、ΔU=0、ΔS>0
15、1mol单原子理想气体在TK时经一等温可逆膨胀过程,则对于体系( ) A.ΔS=0、ΔH=0 B.ΔS>0、ΔH=0 C.ΔS<0、ΔH>0 D.ΔS>0、ΔH>0
16、2mol双原子理想气体在TK时经一等温压缩过程,则对于体系( ) A.ΔS=0、ΔG>0 B.ΔS<0、ΔG<0 C.ΔS<0、ΔG>0 D.ΔS>0、ΔG=0
17、1mol 10kPa 323K某单原子理想气体反抗20kPa,冷却压缩至温度为283K,则( ) A.ΔS=0、ΔH=0 B.ΔS>0、ΔH<0 C.ΔS<0、ΔH<0 D.ΔS>0、ΔU>0