系统的熵变
注:对理想气体,一种组分的存在不影响另外组分。即A和B的末态体
积均为容器的体积。
322 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板两侧均为N2(g)。一侧容积50 dm3,内有200 K的N2(g) 2 mol;另一侧容积为75 dm3, 内有500 K的N2(g) 4 mol;N2(g)可认为理想气体。今将容器中的绝热隔板撤去,使系统达到平衡态。求过程的
。
解:过程图示如下
同上题,末态温度T确定如下
经过第一步变化,两部分的体积和为
即,除了隔板外,状态2与末态相同,因此
注意21与22题的比较。
3.23 常压下冰的熔点为0 ?C,比熔化焓,水的比定压热熔
。在一绝热容器中有1 kg,25 ?C的水,现向容器中加入
0.5 kg,0 ?C的冰,这是系统的始态。求系统达到平衡后,过程的 解:过程图示如下
。
将过程看作恒压绝热过程。由于1 kg,25 ?C的水降温至0 ?C为
只能导致克冰融化,因此
3.27 已知常压下冰的熔点为0 ?C,摩尔熔化焓苯的熔点为5.5 1?C,摩尔熔化焓苯的摩尔定压热容分别为
及
,
。液态水和固态
。今有两个用绝热层包围的容器,一容器中为
0 ?C的8 mol H2O(s)与2 mol H2O(l)成平衡,另一容器中为5.51 ?C的5 mol C6H6(l)
与5 mol C6H6(s)成平衡。现将两容器接触,去掉两容器间的绝热层,使两容器达到新的平衡态。求过程的
。
解:粗略估算表明,5 mol C6H6(l) 完全凝固将使8 mol H2O(s)完全熔化,因
此,过程图示如下
总的过程为恒压绝热过程,
,因
此
3.28 将装有0.1 mol乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容积为10 dm3的恒容密闭的真空容器中,并在35.51 ?C的恒温槽中恒温。35.51 ?C为在101.325 kPa下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓将小玻璃瓶打破,乙醚蒸发至平衡态。求 (1) 乙醚蒸气的压力;
。今
(2) 过程的。
解:将乙醚蒸气看作理想气体,由于恒温
各状态函数的变化计算如下
忽略液态乙醚的体积