热力学第二定律补充练习题
热力学第二定律(习题)

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例题
将1mol、298K 的O2(g) 放在一恒压容器中,由 容器外的 13.96K 的液态 H2作冷却剂,使体系 冷却为 90.19K 的 O2 (l)。已知 O2在 90.19K 时 的摩尔气化热为 6.820 kJ·mol-1,试计算该冷却 过程中的体系熵变、环境熵变和总熵变。
−1
∴∆G = ∆H − ∆(TS ) = ∆H − (T2 S2 − T1S1 ) = −29488 J
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例题
(C ) ∵ ∆S = nCv ,m ln(T2 T1 ) = 1.5 R ln 2 = 8.644 J ⋅ K −1 ∴ S 2 = S1 + ∆S = 108.6 J ⋅ K
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例题
1mol He(视为理想气体) 其始态为V1=22.4 dm3, T1=273K,经由一任意变化到达终态,P2=202.65 kPa,T2=303K。试计算体系的熵变。
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例题
解: 终态的体积为 V2= nRT2/P2=8.314×303/202.65 = 12.43 dm3 该过程中体系的熵变为: ∆S = nCV, m ln(T2/ T1)+nRln(V2/ V1) = n3/2 Rln(T2/ T1)+nRln(V2/ V1) =1×8.314×[3/2ln(303/273)+ln(12.43/22.4)] =-3.60 J·K-1
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例题
298.15K 时,液态乙醇的摩尔标准熵为 160.7J· K -1 ·mol -1,在此温度下蒸气压是 7.866kPa, 蒸发热为 42.635 kJ·mol-1。 计算标准压力PӨ下,298.15K 时乙醇蒸气的摩尔标 准熵。假定乙醇蒸气为理想气体。
热力学第二定律_A+B_

1第三章 热力学第二定律练习题(A )一.选择题1.封闭系统中W’=0时的等温等压化学反应,可用_______式来计算系统的熵变。
A .ΔS =Q TB .ΔS =HTΔ C .ΔS =H GTΔ−Δ D .ΔS =21ln V nR V2.一定量的理想气体经一恒温不可逆压缩过程,则有_____ A .ΔG >ΔA B .ΔG =ΔA C .ΔG <ΔA D .不能确定 3.在一定的温度下,任何系统的吉布斯函数之值均随压力增加而 _____。
A .增大B .不变C .减小D .增减不定4.某非缔合液体在正常沸点时其摩尔气化熵为88J ·mol -1·K -1,其气化热为 22kJ ·mol -1,则其正常沸点最接近于_____。
A .773KB .500KC .250KD .373K5.下列各关系式中 _____是不正确的。
A .()pGS T ∂∂=− B .()TGV p ∂∂= C .2()[]V A U T T T ∂∂=− D .([]p GH T T T∂∂=−二.填空题1.在 的条件下,才可使用ΔG ≤0来判断一个过程是否可逆? 2.系统经可逆循环后,ΔS ____0;经不可逆循环后,ΔS ____ 0。
(填<、>或=) 3. ______系统中,平衡状态的熵值一定是最大值。
4. 一定量的理想气体在300K 由A 态等温变化到B 态,此过程系统吸热1000J ,ΔS =10J ·K -1,据此可判断此过程为_______过程。
5.下列过程中ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 或ΔG 何者为零。
(1) 理想气体自由膨胀过程_______。
(2) H 2(g )和Cl 2(g )在绝热的刚性容器中反应生成HCl (g )的过程_______。
(3) 在0℃、101.325kPa 时,水结成冰的相变过程_______。
三.计算题1.初始状态为25℃、100 kPa 、1dm 3的O 2(g ),在外压恒定为10 kPa 的条件下,膨胀到体积为原来的10倍,试计算终态的温度及此过程的ΔH 和ΔS 。
《热力学第二定律》练习题

《热力学第二定律》练习题热力学第二定律练题题目一一个绝热内有两个热源,一个热源温度为300K,另一个热源温度为600K。
中有一个导热体,初始时导热体处于300K温度状态。
导热体与热源接触后,两个热源温度分别为400K和500K。
问导热体的最终温度是多少?题目二一台工作在卡诺循环的热机从高温热源吸热2000J,排出低温热源的热量为1200J。
求该热机的效率。
题目三一个封闭系统中,两个物体分别处于300K和400K的温度,它们之间的熵变为-30J/K。
求这个系统的总熵变。
题目四一个绝热内有两个物体,物体A的温度为200K,物体B的温度为400K。
若物体A的熵变为-20J/K,求物体B的熵变。
题目五一台冰箱将室内的空气冷却至零下20摄氏度。
根据热力学第二定律,这个过程是否可行?为什么?题目六在一次可逆过程中,一个物体的内能增加了300J,同时吸收了200J的热量。
求该过程对外界做的功。
题目七一个绝热内有两个物体,初始时它们的温度分别为300K和400K。
如果两物体的热容相等,并且它们之间的传热是可逆的,请计算它们最终的温度。
题目八一台制冷机从低温热源吸收1200J的热量,并将480J的热量排出高温热源。
求该制冷机的制冷量。
题目九一台热机从高温热源吸收了200J的热量,对外做了100J的功。
求该热机排出低温热源的热量。
题目十一台理想的热机从高温热源吸热1000J,对外做了500J的功。
求该热机排出低温热源的热量。
以上是《热力学第二定律》的练习题,请按照自己的理解回答。
大学热力学第二定律习题

第二章热力学第二定律一. 选择题:1. 理想气体绝热向真空膨胀,则( )(A) △S = 0,W = 0 (B) △H = 0,△U = 0(C) △G = 0,△H = 0 (D) △U = 0,△G = 02. 熵变△S 是(1) 不可逆过程热温商之和(2) 可逆过程热温商之和(3) 与过程无关的状态函数(4) 与过程有关的状态函数以上正确的是((A) 1,2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4 3. 对于孤立体系中发生的实际过程,下式中不正确的是:()(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) △S > 0(D) △H = 04. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程()(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 不可以达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定5. P⊖、273.15K 水凝结为冰,可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零?(A) △U (B) △H (C) △S (D) △G6. 在绝热恒容的反应器中,H2和Cl2化合成HCl,此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零?( )(A) △r U m(B) △r H m(C) △r S m(D) △r G m7. 在绝热条件下,用大于气筒内的压力,迅速推动活塞压缩气体,此过程的熵变为:( ) (A) 大于零(B) 等于零(C) 小于零(D) 不能确定8. H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程:()(A) △H = 0 (B) △U = 0 (C) △S = 0(D) △G = 09. 在270K,101.325kPa 下,1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰,则体系及环境的熵变应为:( )(A) △S体系< 0 ,△S环境< 0 (B) △S体系< 0 ,△S 环境> 0 (C) △S体系> 0 ,△S环境< 0(D) △S体系> 0 ,△S环境> 010. 1mol 的单原子理想气体被装在带有活塞的气缸中,温度是300K,压力为1013250Pa。
2习题 第二章 热力学第二定律

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)
其中正确的熵变符号是( )
A.ΔS(1)>0、ΔS(2)>0 B.ΔS(2)<0、ΔS(3)>0
C.ΔS(3)<0、ΔS(4)>0 D.ΔS(1)<0、ΔS(4)<0
36、下列p-V图中,哪个能表示如下循环的示意图。Ⅰ等温膨胀;Ⅱ等容降温;Ⅲ等温压缩;Ⅳ等容升温( )
热力学第二定律
一.选择题
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
A.R B.RT C.1/2 R D.3/2 RT
19、理想气体在等温可逆膨胀过程中( )
A.内能增加 B.熵不变 C.熵增加 D.内能减少
20、下列说法中错误的是( )
A.孤立体系中发生的任意过程总是向熵增加的方向进行
A.等温等容且只做膨胀功的可逆过程
B.等温等压只做膨胀功的可逆过程
C.等容绝热且只做膨胀功的过程
D.可逆绝热过程
27、300K时5mol的理想气体由10dm3等温可逆膨胀到100dm3,则此过程的( )
第三章 热力学第二定律-练习

第三章热力学第二定律一、判断说明题:1. 什么是自发过程?实际过程一定是自发过程?答:体系不需要外界对其作非体积功就可能发生的过程叫自发性过程,或者体系在理论上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。
实际过程不一定是自发性过程,如电解水就是不具有自发性的过程。
2. 为什么热力学第二定律也可表达为:“一切实际过程都是热力学不可逆的”?答:热力学第二定律的经典表述法,实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。
导使过程的不可逆性都相互关联,如果功与热的转化过程是可逆的,那么所有的实际过程发生后都不会留下痕迹,那也成为可逆的了,这样便推翻了热力学第二定律,也否定了热功转化的不可逆性,则“实际过程都是不可逆的”也不成立。
因而可用“一切实际过程都是不可逆的”来表述热力学第二定律。
3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等,为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等?答:可逆过程的热温商即等于熵变。
即ΔS=Q R/T(或ΔS=∫δQ R /T )。
不可逆过程热温商与熵变不等,其原因在于可逆过程的 Q R 大于 Q Ir ,问题实质是不可逆过程熵变由两部分来源,一个是热温商,另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。
因此,不可逆过程熵变大于热温商。
由于熵是状态函数,熵变不论过程可逆与否,一旦始终态确定, 则ΔS 值是一定的。
4. 为什么说ΔS A →B -∑B A δQ /T ≥0,式是过程方向的共同判据? 为什么说它也是过程不可逆程度的判据?答:ΔS A →B -∑A B δQ /T ≥0,由于实际过程是不可逆的,该式指出了实际过程只能沿ΔS A →B -∑B A δQ /T 大于零的方向进行;而 ΔS A →B -∑A B δQ /T 小于零的过程是不可能发生的。
因而(2-11)式可作为过程方向的共同判据。
但不是自发过程方向的判据.(ΔS-∑δQ /T ) 的差值越大则实际过程的不可逆程度越大,因此又是不可逆程度的判据。
热力学第二定律(习题)

热力学第二定律(习题)一、选择题1.关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述正确的是().A.热力学第一定律指出内能能够与其他形式的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能,故这两条定律是相互矛盾的B.内能能够转化为其他形式的能,只是会产生其他阻碍,故两条定律并不矛盾C.两条定律差不多上有关能量的转化规律,它们不但不矛盾,而且没有本质区别D.事实上,能量守恒定律差不多包含了热力学第一定律和热力学第二定律2.以下哪个现象不违抗热力学第二定律().A.一杯热茶在打开盖后,茶会自动变得更热B.没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率可能是100%C.桶中浑浊的泥水在静置一段时刻后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离D.热量自发地从低温物体传到高温物体3.下列关于能量耗散的说法,正确的是().A.能量耗散使能的总量减少,违抗了能量守恒定律B.能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C.各种形式的能量向内能的转化,是能够自动全额发生的D.能量耗散导致能量品质的降低4.关于能源,以下说法中正确的是().A.煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的B.能源的利用过程,实质上是能的转化和转移的过程C.到目前为止,人类所利用的所有能源实际上差不多上太阳能转化而成的D.核能和地热能来自地球本身5.当前世界上日益严峻的环境问题要紧源于().A.温室效应B.厄尔尼诺现象C.人类对环境的污染和破坏D.火山喷发和地震6.下列叙述中不正确的是().A.市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B.无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C.大气中CO2含量的增多是引起温室效应的要紧缘故D.“白色污染”是当前环境爱护亟待解决的问题之一7.如图所示为电冰箱的工作原理图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.那么,下列说法中正确的是().A.在冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨胀并吸取热量B.在冰箱外的管道中,制冷剂迅速膨胀并放出热量C.在冰箱内的管道中,制冷剂被剧烈压缩并吸取热量D.在冰箱内的管道中,制冷剂被剧烈压缩并放出热量8.下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是().A.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增人的方向进行,有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵可不能减小9.第二类永动机不可能制成,这是因为().A.违抗了能量守恒定律B.热量总是从高温物体传递到低温物体C.机械能不能全部转变为内能D.内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化10.装有浑浊黄河水的杯子置于与它温度相同的绝热容器中,过一段时问,泥沙沉淀,则杯中水温将().A.升高B.不变C.下降D.无法确定二、填空题11.热量会自动地从________传给________,但可不能自发地从_____ ___传给________,这说明:热传导的过程是有________的,那个过程能够向一个方向自发地进行,然而向相反的方向不能________地进行,要实现相反方向的过程,必须有________,因而产生________或引起________.12.依照热力学定律和分子动理论,可知理想气体在温度升高时,内能(填:不变、增大、减小);第二类永动机不可能制成的要紧缘故是违抗了13.只要确定了________,符合那个________的就叫做有序,有序和无序是相对的.无序意味着各处都一样,没有差别,而有序则相反.14.假如一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说那个“宏观态”是比较________.三、解答题15.依照你对熵增加原理的说明,举出一些系统从有序变为无序的例子.16.有一座瀑布的高度是50 m,流量为12 m3/s,打算在瀑布底部利用水流能发电,设在瀑布顶处水流速率与从发电机处水轮机内流出速率相等,且水流能有65%被利用,求安装的发电机功率最多多大?(g取10 m/s2)17.水能是可再生能源,可连续地利用它来发电,为人类提供“清洁”的能源,若一水力发电站水库的平均流量为Q(m3/s),落差为h,发电效率为 ,则全年发电量(kW·h)是多少?(g取10m/s2)【答案与解析】一、选择题1.【答案】B【解析】热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾,机械能和内能的转化具有方向性,故B选项正确.2.【答案】C【解析】茶可不能自发地变得更热,选项A错误;不管什么样的热机,效率永久可不能达到100%,选项B错误;热量可不能自发地从低温物体传到高温物体,选项D错误。
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

第二章 热力学第二定律练习题一、判断题(说法正确否):1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。
2.不可逆过程一定是自发过程。
3.熵增加的过程一定是自发过程。
4.绝热可逆过程的?S = 0,绝热不可逆膨胀过程的?S > 0,绝热不可逆压缩过程的?S < 0。
5.为了计算绝热不可逆过程的熵变,可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
6.由于系统经循环过程后回到始态,?S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。
7.平衡态熵最大。
8.在任意一可逆过程中?S = 0,不可逆过程中?S > 0。
9.理想气体经等温膨胀后,由于?U = 0,所以吸的热全部转化为功,这与热力学第二定律矛盾吗?10.自发过程的熵变?S > 0。
11.相变过程的熵变可由T HS ∆=∆计算。
12.当系统向环境传热时(Q < 0),系统的熵一定减少。
13.一切物质蒸发时,摩尔熵都增大。
14.冰在0℃,pT HS ∆=∆>0,所以该过程为自发过程。
15.自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
16.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
17.在等温、等压下,吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
18.系统由V 1膨胀到V 2,其中经过可逆途径时做的功最多。
19.过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的,由基本方程可得?G = 0。
20.理想气体等温自由膨胀时,对环境没有做功,所以 -p d V = 0,此过程温度不变,?U = 0,代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ,因而可得d S = 0,为恒熵过程。
21.是非题:⑴“某体系处于不同的状态,可以具有相同的熵值”,此话对否? ⑵“体系状态变化了,所有的状态函数都要变化”,此话对否?⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点?⑷ 自然界可否存在温度降低,熵值增加的过程?举一例。
⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀,体积由V 1变到V 2,能否用公式:⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆12ln VV R S计算该过程的熵变?22.在100℃、p 时,1mol 水与100℃的大热源接触,使其向真空容器中蒸发成100℃、p 的水蒸气,试计算此过程的?S 、?S (环)。
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第二章 热力学第二定律补充练习题(一)、填空题1、1mol 理想气体在温度T 下从10 dm -3做恒温可逆膨胀,若其熵变为 JK -1,则其终态的体积为 。
2、 1mol 理想气体在298K 和 kPa 下做恒温可逆压缩,若过程的G 为5966J ,则其末态压力为。
3、 对于无相变、无化变、只做体积功的封闭系统,T pG )(∂∂的值 (填:大于零、小于零或等于零)。
4、 1mol 范德华气体在等温下从体积V 1膨胀到体积V 2的S = 。
5、 298K 下,将两种理想气体分别取1mol 进行恒温恒压的混合,则混合前后热力学性质的变化情况为:U =0,S > 0,G <0。
(填:>、= 或 <)。
6、 298K 下,将两种理想气体分别取1dm 3恒温混合成1dm 3的混合气体,则混合前后热力学性质的变化情况为:U = 0,S = 0,G = 0。
(填:>、= 或 <)。
7、 268K 及 kPa 下,1mol 过冷液态苯凝固为固态苯,放热9874 Jmol -1,此时的熵变化为 Jmol-1K -1。
若有2mol 的苯发生这样的不可逆相变化,则系统的G= 。
8、理想气体卡诺循环:在T-S 图上可表示为: 在T-H 图上可表示为:9、1mol 理想气体从同一始态Ⅰ(p 1, V 1, T 1)分别经绝热可逆和绝热向真空自由膨胀至相同的V 2,其相应的终态为Ⅱ(p 2, V 2, T 2) 及Ⅲ(p 3, V 2, T 3),则在两个终态间的关系是:T 2 T 3,p 2 p 3,S 2 S 3。
(填>、= 或 <)10、时水的饱和蒸气压为 kPa ,若1mol 水在, kPa 的条件下向真空蒸发为, kPa 的水蒸气,则此过程的U 0、H 0、S 0、A 0、G 0。
(填>、= 或 <)11、有1mol 理想气体,始态温度为T 1,体积为V 1,经H/kJS/J K -1T/KT/K下述不同过程达到终态,终态体积均为2V 1,则系统的熵变分别为:(1)等温不可逆膨胀,S 0; (2)绝热等外压膨胀,S 0;(3)绝热可逆膨胀,S 0。
(填空:>、= 或<)12、水的饱和蒸气压与温度的关系为:)K //(8.4883A )kPa /ln(T p -=。
则A= ,水的摩尔蒸发焓ΔvapH= ,250K 时水的饱和蒸气压为: 。
填空题答案:1. 20dm -32.103kPa 3. 大于零4.mol bV bV R --12ln5. = > <6.= = =7. – J8.kJS/JK-1 T /KT /KAC D BAC,D9. < < < 10. > > > < =11. > > = 12. kJ mol-1(二)、选择题:1.隔离系统内发生的可逆变化过程:()A.S = 0,S(环) = 0 B.S > 0,S(环) = 0C.S = 0,S(环) > 0 D.S > 0,S(环) > 02.实际气体经一不可逆循环:()A.S = 0,U> 0 B.S > 0,U>0C.S = 0, U = 0 D.S> 0,U= 03.理想气体绝热向真空膨胀时:()A.U = 0,S = 0,G = 0 B.U > 0,S > 0,G > 0C.U < 0,S < 0,G < 0 D.U = 0,S > 0,G < 04. 对于单组分系统,温度一定时,下列图形正确的是: ( )A .B .C .D .5. 1mol 理想气体经过一个恒温可逆压缩过程,则该过程: ( ) A .G> A B .G= A C .G< A D .无法比较6. 某系统经任一循环过程,系统与环境所交换的热与温度的关系可表示为:( ) A .⎰=0TQ δ B .不可⎰≥0TQ δ C .不可⎰≤0TQδ D .1121>+Q Q Q 7.在298K 时已知气相反应2222CO O CO −→−+的0m r G ∆p/Pap/PaG/[G]G/[G]G/[G]G/[G]g ll g glgl为·mol-1,则发生1mol 反应的A0:()A.A0= kJ mol-1B.A0= 0C.A0> kJ mol-1D.A0< kJ mol-1 8.欲使一过程的G= 0,应满足的条件是:()A.可逆绝热过程B.恒容绝热且只作膨胀功的过程C.恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程D.恒温恒容且只作膨胀功的可逆过程9.在恒温恒压不作非体积功的情况下,下列哪个过程肯定可以自发进行()A.H>0,且S>0 B.H>0,且S<0C.H<0,且S>0 D.H<0,且S<0 10.下列说法中,哪一种是不正确的()A.隔离物系中的熵永不减少B.在绝热过程中物系的熵决不会减少C.物系处于平衡态时熵值最大D.任何热力学过程不可能出现S总<011.在实际气体绝热可逆膨胀过程中: ( )A .S>0B .S<0 C .U>0D .U <012.理想气体经一个不可逆循环过程,则: ( )A .S(系) > 0B .S(环) > 0C .S(系) <0D .S(环) <013.气体CO 与O 2在一坚固的绝热箱内发生化学反应,系统的温度升高,该过程:( )A .U = 0, B .H = 0 C .S = 0D .G = 014.对于封闭系统纯PVT 变化过程,T VA )(∂∂的值: ( )A .大于零,B .小于零C .等于零D .正负不定15.在下,-10℃时过冷水结成冰是一个自发过程,该过程中:( )A .S = 0,G = 0 B . S > 0,G< 0C . S < 0,G < 0D . S > 0,G >选择题答案:1. A2. C3. D4. A5. B6. C7. C8. C11. D 12. B 13. A 14.B(三)讨论习题1.1mol 理想气体连续经历下列过程: (1)由100kPa 、25℃等容加热到100℃; (2)绝热向真空膨胀至体到增大一倍; (3)恒压冷却到温度为25℃。
求总过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。
解:三个过程用框图表示如下:(1)是恒容过程,所以kPa 16.12510015.29815.37311222121=⨯===KPa p T T p T T p p(2)理想气体向真空膨胀温度不变,所以kPa 58.62211232232322===∴=V Vp V V p p V p V p(3)恒压过程:kPa58.6234==p p0 14=∆=∆=H U T TJ JK K J P P nR S 90.390.310058.62ln 34.81ln1114==⋅⨯-=-=∆-- JJ S T S T U A 116290.315.298-=⨯-=∆-=∆-∆=∆J A S T H G 1162-=∆=∆-∆=∆321W W W W ++=)()(,0,034343321T T nR V V P W W W --=--===J J T T nR W W 55.623)115.37315.298(314.81)(343=-⨯-=--==JW W U Q 55.623-=-=-∆=2.在90℃、下,1mol 过饱和水蒸汽凝结为同温同压下的水,求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 及ΔG 。
已知水的11,31.73)(--⋅⋅=K mol J l C m P ,112,K mol J )K /101070.30()(---⋅⋅⨯+=T g C m P ,水在正常沸点的摩尔蒸发热为·mol -1。
解:设计过程如下:H S1H1S3H3S1molH 2O(g)T =90℃1mol H 2O(l)T =90℃2H2S()⎰⎰=⨯+⨯==∆-215.337)]/(/1007.10.301[)(3733632,1T T m P J J K T d K T dT g nC HkJkJ vapH n H m 60.40)60.40(1)(2-=-⨯=∆-=∆⎰-=-⨯⨯=-==∆121.753)373363(3.751)()(21,,3T T m P m P J J T T nC dT l nC H []kJ kJ H H H H Q 02.41101.75360.40105.33733321-=⨯--⨯=∆+∆+∆=∆=--⎰⎰---⋅=⋅⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯+==∆21113733633,192.0)/(//1007.10.30)(T T m P K J K J K T d K T K T dT Tg nC S1132285.1083731060.40/--⋅-=⋅⨯-=∆=∆K J K J T H S⎰--⋅-=⋅⨯=⋅==∆121121,,305.2373363ln 31.751ln)(T T m P m P K J K J T T C n dT Tl nC S 132198.109-⋅-=∆+∆+∆=∆K J S S S SkJ J J nRT PV V V P W g g l 019.33017363314.81))((==⨯⨯=-≈--=环kJ S T U A 90.77-=∆-∆=∆ kJ S T H G 09.1-=∆-∆=∆3.25℃、p 0时,金刚石与石墨的标准熵分别为·mol -1·K-1和 J·mol -1·K -1;标准摩尔燃烧焓分别为·mol -1和·mol -1;1mol H 2O(g)T =100℃1mol H 2O(l)T =100℃[]kJkJ W Q U 00.38019.302.41-=+-=+=∆密度分别为3.513g·cm -3和2.260g·cm -3。
(1)求25℃、p 0下石墨转变为金刚石的ΔG ;(2)在这种情况下,哪一种晶型比较稳定(3)增加压力能否使原来不稳定的晶型成为稳定的晶型如果可能,所需的压力是多少假设密度不随压力而变。
解:(1)25℃、p 0下1mol 石墨转变为金刚石时:)](-)(H [11C m 金刚石石墨m C m r H mol H mol H ∆∆⨯=∆⨯=∆ =1(+)kJ=)]()([1100石墨金刚石m m m r S S mol S mol S -=∆⨯=∆=1()J·K -1=·K -1ΔG =ΔH -T ΔS = [103-298]J=2901J (2)25℃、p 0下>∆G 0,表示石墨不可能转变成金刚石,即石墨是稳定的。