图。现打开阀门，氮气由B流向A。氮气可视为理想气体，已知气体常数Rg,N2 = 297 J/(kg·K)，过程中的平均定容比热容cv = 0.742 kJ/( kg·K)，若压力平衡时容器中气体温度为t2 = 40℃，试求：⑴平衡时终压力P2；⑵吸热量Q ；⑶气体的熵变。（18分） 解：⑴容器A和B的容积分别为
VA?VB?mARgTA1PA1mBRgTB1PB12?297?340?2.8851 m3 60.07?108?297?2903（4分） ??6.8904 m60.1?10?取A+B中的气体为系统（CM），
m = mA + mB = 2 +8 =10 kg
V = VA + VB = 2.8851 + 6.8904 = 9.7755 m3（2分）
终态时的气体压力
P2?mRgT2V?10?297?313?0.0951 MPa（2分）
9.7755⑵按题给，系统不对外作功，有
Q??U?mcvT2?cv(mATA1?mBTB1)?10?0.742?313?0.742?(2?340?8?290)（5分） ?2322.46?2226?96.46 kJ⑶原在A中的氮气熵变（2分）
?SA?mA(cplnT2P273?400.0951?Rgln2)?2?(1.039ln?0.297ln)??0.3540 kJ/K TAPA273?670.07原在B中的氮气熵变（2分）
?SB?mB(cplnT2P273?400.0951?Rgln2)?2?(1.039ln?0.297ln)?0.7538 kJ/K TBPB273?170.1全部氮气的熵变
?S??SA??SB??0.3540?0.7538?0.3998 kJ/K（1分）
3. 将100 kg 温度为30 ℃的水与200 kg温度为80 ℃的水在绝热容器中混合，假定容器内壁与水之间也是绝热的，且水的比热容为定值，取c?4.187kJ/(kg?K)，环境温度为17 ℃。求混合过程导致的可用能损失？（16分） 解：以绝热熔器内水为研究对象，由其能量方程可得
m1cT1?m2cT2?(m1?m2)cT 可得
T?m1T1?m2T2100?303?200?353??336.33Km1?m2100?200
水的混合过程的熵变为
?S?Sf?Sg
由于绝热Sf?0
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Sg??S?m1cln?100?4.187lnTT?m2clnT1T2336.33336.33?200?4.187ln?3.186(kJ/K)303353
混合过程的做功能力的损失为 I?T0Sg?290?3.186?923.94(kJ)
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