率为
。因此绝热线在处的斜
恒温线在处的斜率为
可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。
。由于,因此绝热
2.25 一水平放臵的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞,活塞左、右两侧分别为50 dm3的单原子理想气体A和50 dm3的双原子理想气体B。两气体均为0 ?C,100 kPa。A气体内部有一体积和热容均可忽略的电热丝。现在经过通电缓慢加热左侧气体A,使推动活塞压缩右侧气体B到最终压力增至200 kPa。求:
(1)气体B的末态温度。
(2)气体B得到的功。
(3)气体A的末态温度。
(4)气体A从电热丝得到的热 解:过程图示如下
。
由于加热缓慢,B可看作经历了一个绝热可逆过程,因此
功用热力学第一定律求解
气体A的末态温度可用理想气体状态方程直接求解,
将A与B的看作整体,W = 0,因此
2.25 在带活塞的绝热容器中有4.25 mol的某固态物质A及5 mol某单原子理想气体B,物质A的
。始态温度
,压力时,系统的
及
。今以气体B为系统,求经可逆膨胀到
过程的
。
解:过程图示如下
将A和B共同看作系统,则该过程为绝热可逆过程。作以下假设(1)固体B的体积不随温度变化;(2)对固体B
,则
从而
对于气体B
2.26 已知水(H2O, l)在100 ?C的饱和蒸气压力下水的摩尔蒸发焓
使1 kg水蒸气全部凝结成液体水时的态方程式。
解:该过程为可逆相变
,在此温度、压
。求在在100 ?C,101.325 kPa下
。设水蒸气适用理想气体状
2.28 已知 100 kPa 下冰的熔点为 0 °C,此时冰的比熔化焓热 J·g-1. 水的平均定压热容
。求在绝热容器内向1 kg 50 °
C 的水中投入 0.1 kg 0 °C 的冰后,系统末态的温度。计算时不考虑容器的热容。
解:经粗略估算可知,系统的末态温度 T 应该高于0 °C, 因此
2.29 已知 100 kPa 下冰的熔点为0 °C,此时冰的比熔化焓热 J·g-1. 水和冰的平均定压热容
分别为
及
。今
在绝热容器内向1 kg 50 °C 的水中投入 0.8 kg 温度 -20 °C 的冰。求: (1)末态的温度。 (2)末态水和冰的质量。
解:1 kg 50 °C 的水降温致0 °C 时放热
0.8 kg -20 °C 的冰升温致0 °C 时所吸热
完全融化则需热
因此,只有部分冰熔化。所以系统末态的温度为0 °C。设有g的冰熔化,则有