熱力學第二定律復習題

1、熱力學第二定律自發(fā)過程的共同特征：單向、不可逆性?；蛘哒f：自發(fā)過程造成系統(tǒng)的作功能力降低。勞修斯說法：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其它影響 爾文說法：不可能從單一熱源吸取熱量使之完全轉變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它影 熵函數(shù)的引岀：卡諾循環(huán) t任意可逆循環(huán)熱溫商：（為8Qr仃=0）熵函數(shù)引岀卡諾循環(huán).卡諾定律：|豈r 熱力學第二定律熵增原理克勞修斯（Clausius）不等式：.0 B （二 <：Qi/T）A B _0廠<0 （不可能發(fā)生的過程）熵判據(jù)：出絕或出隔（=出體匕=。（可逆過程）判斷過程的變化方向引進Gibbs函數(shù)> 0 （自發(fā)、不可逆過程）G和Helmholtz函數(shù)

2、A的目的G函數(shù)和A函數(shù)定義式：A三UI性質：狀態(tài)函數(shù),-TS，G 三 H -TS廣度量，絕對值不知道' f>G判據(jù)和A判據(jù)<0 （自發(fā)過程）=0 （平衡（可逆）過程）Helmholtz 判據(jù) At，v，熱力學基本方程j Maxwell關系式tGibbs 判據(jù) Gt，p，w=odU =TdSpdVdH =TdS+Vdp |dA = -SdT pdVMG =£T +Vdp>應用條件:<0 （自發(fā)過程）=0 （平衡（可逆）過程）-W =0,組成恒定封閉系統(tǒng)的可逆和不可逆過程。但積分時要用可逆途徑的 Vp或TS間 '的函數(shù)關系。（藥/）s=-（廊/&#

3、163;S）V ,（自/£p）s=（W/£S）pJ （冏帥T=（毎/和V ,（審卸）T=-（創(chuàng)顱）31應用：用易于測量的量表示不 能直接測量的量，常用于熱力 學關系式的推導和證明不同變化過程S、，見下頁A、 G的計算基本計算公式、.Qr/T = j(dUW)/T， S環(huán)=-Q 體/T 環(huán) A= U- US) , dA=-SdT-pdV G=A H- (TS) , dG=-SdT-Vdp凝聚相及 廠實際氣體一恒溫： S =-Qr/T ； At：、0， Gt：W p：、0(僅對凝聚相)* = f2 (nCp,m /T)dT 5,m=常數(shù) r nCp,mln(T28) A=AU-

4、A (TS), G=AUS); A： GLS = f (n C/,m/T)dT Cv,m=常數(shù)nCv,mln(f2/T1)恒壓變溫不同變化過程 S、 A、 G的計算簡單pVT變化(常壓下)理想氣體恒壓相變化彳純物質兩相平衡時T ： *p關系化學變化- A= U- (TS), G=AH- (TS); A&G計算 S S=nCv,mln(T2/Ti)+nRln(V2/Vi)=nCp,mln(T2/T1)-nRln(p2/p1)=nCV,mln(p2/p1)+ nCp,mln(V2/V1) a、A G "恒溫： At=AGT=nRTIn(p2/p1)=- nRTln(V2/V1)

5、變溫： A= U- (TS), G=A (TS)的計算-0 (凝聚態(tài)間相變)=- n(g)RT (葉 I 或 s) 沫可逆：設計始、末態(tài)相同的可逆過程計 廠任意兩相平衡關系：dp/dT =丁斗%/蕊廠微分式：d ln p _ HdT 一 RT可逆： S= H/T ； G=O;A Am (Clapeyron 方程)vap(C-C方程)gI或s兩相平衡時T申關系定積分式：ln(p( P1)=- vapH m/R(1/T2-1/T1)不定積分式：lnp=- vapHm/RT+Cc熱力學第三定律及其物理意義規(guī)定熵、標準摩爾熵定義任一物質標準摩爾熵的計算標準摩爾生成 Gibbs函數(shù) ¥ B定義

6、 Sm =VBSm,B ' AHm=EAHm,B， &Gm =Hm逛Q或厶Gm二飛.何啟2 G/;:T)p=( & H)/T 或：( G/T)/：Tp=- H/T A/;:T)v=( A4 U)/T 或：( A/T)/訂v=- U/T2積分式：.rGm (T)/T =AH0/T - IR JalnT _1/2.'：bT -1/ 6cT2 應用：利用G-H方程的積分式，可通過已知T1時的 G(T1 )或 A(T1)求 T2 時的 G(T2)或厶 A(T2)微分式-G-H方程、選擇題1. 體系經(jīng)歷一個正的卡諾循環(huán)后，試判斷下列哪一種說法是錯誤的？(a) 體系本身沒有

7、任何變化(b) 再沿反方向經(jīng)歷一個可逆的卡諾循環(huán)，最后體系和環(huán)境都沒有任何變化(c) 體系復原了，但環(huán)境并未復原(d) 體系和環(huán)境都沒有任何變化(答案)d (什么叫卡諾循環(huán)？ 以理想氣體為工作物質，從高溫 (Th)熱源吸收(Qh)的熱量, 一部分通過理想熱機用來對外做功 (W)另一部分(Qc)的熱量放給低溫(Tc)熱源。這種循環(huán) 稱為卡諾循環(huán)。P102)2. 一諾熱機在兩個不同溫熱源之間運轉，當工作物質為氣體時，熱機效率為 42%,若改用液體工作物質，則其效率應當(a) 減少(b)增加(c)不變(d)無法判斷(答案)c (卡諾定律的推論？P109-110)3. 在pV圖上，卡諾循環(huán)所包圍的面積

8、代表了(a) 循環(huán)過程的7 Q (b)循環(huán)過程的自由能變化x G(c)循環(huán)過程的熵變 S (d)循環(huán)過程的焓變x H(答案)a(答案)a(卡諾熱機效率Th -人Th卡諾定律?P108)(所有工作于同溫熱4.當?shù)蜏責嵩吹臏囟融吔?0K時，卡諾熱機的效率(a)趨近于1(c)趨于0(b)趨于無限大(d)大于其它可逆熱機效率源和同溫冷源之間的熱機，其效率都不能超過可逆機，即可逆機的效率最大。| ： R)5. 關于熱力學第二定律下列哪種說法是錯誤的(a) 熱不能自動從低溫流向高溫(b) 不可能從單一熱源吸熱做功而無其它變化(c) 第二類永動機是造不成的(d) 熱不可能全部轉化為功(答案)d ( P07

9、熱力學第二定律的開爾文說法和克勞修斯說法)6. 關于熵的說法正確的是(a) 每單位溫度的改變所交換的熱為熵(b) 可逆過程熵變?yōu)榱?c) 不可逆過程熵將增加(d) 熵與系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)有關亠B g6Q(答案)d (熵函數(shù)的定義 P10-111),SB - Sa -二 a( 丁 )R ， dS 二()R7. 熵變厶S是:(1)不可逆過程熱溫商之和可逆過程熱溫商之和與過程無關的狀態(tài)函數(shù)與過程有關的狀態(tài)函數(shù)以上正確的是(a) 1,2(b)2,3(c)2(d)4(答案)b (熵函數(shù)的定義和性質Plio- 111),-SA_B_0&任意的可逆循環(huán)過程，體系的熵變(a) 一定為零(b) 定大于零(

10、c) 一定為負(d)是溫度的函數(shù)(答案)a9.封閉體系經(jīng)過一循環(huán)過程后，則(a)體系的熵增加(b)U = 0(c)Q = 0(d)體系的T、P都不變(答案)d (什么叫過程函數(shù)，什么叫狀態(tài)函數(shù)，狀態(tài)函數(shù)的性質)10在始末態(tài)一定的熱力學過程中(a)過程熱為定值(b)可逆熱溫商為定值(c)熱容為定值(d)熱力學能U為定值(答案)b 11對于不做非體積功的隔離體系，熵判據(jù)為(a) (dS)t,u >0( b) (dS)p,u >0(c) (dS)u,p >0( d) (dS)u,v >0(答案)d(熵熵判據(jù)Pi®>0不可逆過程dSad或dSso(=dSsys+

11、dSsur)=0可逆過程或平衡狀態(tài)<0不可能發(fā)生的過程.11.在一定速度下發(fā)生變化的孤立體系，其總熵的變化是什么？(a)不變(b)可能增大或減小(c)總是增大(d)總是減小(答案)c(熵增原理P11 3 - 114 ),l6Q-SA_ ' ()AB - 0i T在絕熱條件下，趨向于平衡的過程使體系的熵增加?；蛘哒f在絕熱條件下，不可能發(fā) 生熵減少的過程。12. 263K的過冷水凝結成 263K的冰，貝U(a) "：S < 0(b) IS > 0(c)詣=0(d) 無法確定(答案)a12.根據(jù)熵的統(tǒng)計意義可以判斷下列過程中何者的熵值增大？(a)水蒸氣冷卻成水(b

12、)石灰石分解生成石灰(c)乙烯聚合成聚乙烯(d)理想氣體絕熱可逆膨脹(答案)b13.對理想氣體等溫可逆過程，其計算熵變的公式是：(a)LS=-nRTn( pp2)(b) ：S=nRTn( WV2)(c)=S=nRn( p p"(d) ：S=nRn( V/V1)(答案)dS 二nCv,m ln* +T1-J-nRlnV1S 二nCp.ml n； +T1nRln p1P214.環(huán)境的熵變等于(b)-Q體(c)(d)（答案）b15.室溫下，10P的理想氣體節(jié)流膨脹至 5 p的過程有(1)W> 0(2)Ti> T2(3)Q= 0(4).S > 0其正確的答案應是：(a) (

13、3)(4)(b)(2)，(c) (1)(3)(d)(1)，(答案)a因為絕熱，所以Q= 0由于理想氣體節(jié)流膨脹后T不變又 W= - piV+ pV2= nRT- nRT= 0因此 dS = (d U+ pdV) / T = CVdT/T + pdWT = nFHVV 故也S=nR ("(1/V)dV =nRln (VVJ>0 (因 V2> V)(設 CV, m16. 物質的量為n的理想氣體從Ti, pi, Vi變化到T2, p2, V，下列哪個公式不適用 為常數(shù)）？ S =nCp,ln( Ti/ T2) +nRn( 4/pi)(b) S =nCCln( p2/ pi) +

14、nG,m ln( V2/V1)(c) S =nCdn( T2/T1) +nRn( WM)(d) S =nCp,ln( T2/T1) +nRn( pi/p2)(答案)a也 S = nCv m ln 互 + nRlnT1Vin Cp.ml n“+ n Rl nT1p2S nCv,mln p2nCp,mlnPiVi17. 純液體在正常相變點凝固，則下列量減小的是(a) S(b) G（c）蒸汽壓 （d） 凝固熱(答案)a18. 經(jīng)一循環(huán)過程回到始態(tài)，則不一定為零的是(a) G(b) . ：S(c) . U(答案)d (d) Qd)19. 封閉體系中，若某過程的(a) 等溫、可逆過程(c)等溫等壓、可逆

15、過程A二Wr,應滿足的條件是(b) 等容、可逆過程(d)等溫等容、可逆過程因為U, G、S皆是狀態(tài)函數(shù)，所以為(答案)a (亥姆霍茲函數(shù)的定義和性質P129130)<W (Irreversible process)=W (reversible process ) H = 0 , U = 0 U= 0 , G= 020. 理想氣體絕熱向真空膨脹，則(a) S = 0 , W= 0(b)(c) G= 0 , H = 0(d)(答案)b21. 氮氣進行絕熱可逆膨脹(aV'-：U=0(b) .-S=0(cV'：A=0(d) GO(答案)b22. 等容等熵條件下，過程自發(fā)進行時，下

16、列關系肯定成立的是(a) . G v 0 (b) A v 0(c). H v 0 (d). U v 0(答案)d在恒熵恒容時d自發(fā))0t=平衡.J23. 等溫等壓下進行的化學反應，其方向由 列哪個關系式(a) bS = . rHm/T(b)(c)-S.(d)rHm和爲Sm共同決定，自發(fā)進行的反應應滿足下."：rSm >：rH/TrSm W：rH/T(答案)b (:-：G = . H -T S )24.對于孤立體系中發(fā)生的實際過程，下列各式中不正確的是(a)W= 0(b)Q= 0(c).S > 0(d)H = 0(答案)d因為H U+ .; ( pV)，在孤立體系中;U=

17、0，但厶(pV)不一定等于零。25. 孤立體系發(fā)生的下列過程中一定是可逆過程的是(a)二U=0(b)二H=0(c) .：S =0(d) .G =0(答案)c26. 氫氣進行不可逆循環(huán)(a) AU>0(b) AS=0(c)-：S>0(d) .-：S<0(答案)b27.下列四種表述(1)等溫等壓下的可逆相變過程中，體系的熵變 S = H相變/ T相變(2)體系經(jīng)歷一自發(fā)過程總有dS > 0(3)自發(fā)過程的方向就是混亂度增加的方向(4)在絕熱可逆過程中，體系的熵變?yōu)榱銉烧叨疾恢勾_者為：(a) (1),(2)(b) (3),(4)(c) (2),(3)(d) (1),(4)(答

18、案)c應改成“隔離體系經(jīng)歷自發(fā)過程總是d S > 0(3)應改成“自發(fā)過程的方向就是使隔離體系混亂度增加的方向”28. 在絕熱條件下，用大于氣筒內的壓力迅速推動活塞壓縮氣體，此過程的熵變?yōu)?a)大于零(b)等于零(c)小于零(d)不能確定(答案)a 因絕熱不可逆過程的 S體> 029. 關于亥姆霍茲函數(shù) A下面的說法中不正確的是(a) A的值與物質的量成正比(b) 雖然A具有能量的量綱，但它不是能量(c) A是守恒的參量(d) A的絕對值不能確定(答案)c30.亥姆霍茲自由能判據(jù)可以寫作(a)八Ap,W 申 _ 0(b)Ap，w -0-0(c)匚 AT,V,W 7 - °

19、(d)= At，v，w -0-0(答案)c ( P 130)31.吉布斯自由能的含義應該是(a) 是體系能對外做非體積功的能量(b) 是在可逆條件下體系能對外做非體積功的能量(c) 是恒溫恒壓可逆條件下體系能對外做非體積功的能量(d) 按定義理解 G= H - TS。(答案)d ( dG，pw We or G，p，we=ow 0 )32.吉布斯自由能判據(jù)可以寫作：(a)dG T，p，W A 一 0(b)dG t，p，w0(c) dG Lp，w-0(d)dG T，p，wj-0(答案)b (P i3i)33.封閉體系中，若某過程的：A = 0,應滿足的條件是(a) 絕熱可逆，且W= 0的過程(b)

20、 等容等壓，且W= 0的過程(c) 等溫等壓，且 W= 0的可逆過程(d) 等溫等容，且 W= 0的可逆過程(答案)d34. ：G=0的過程應滿足的條件是(a) 等溫等壓且非體積功為零的可逆過程(b) 等溫等壓且非體積功為零的過程(c) 等溫等容且非體積功為零的過程(d) 可逆絕熱過程(答案)ap、273.15K水凝結為冰，可以判斷體系的下列熱力學量中何者一定為零?(a) u：U(c)S(b) H(d).G（答案）d （等溫等壓，且 W= 0的可逆相變化.-G=0 ）36.理想氣體的不可逆循環(huán)，？G(a)v 0(c)> 0（b）=0（d）無法確定（答案）b（ G皆是狀態(tài)函數(shù)）37. 理想

21、氣體等溫過程的 A(a) > G (b) <(c) = G (d)不能確定(答案)c (P 134)(理想氣體恒溫過程(pl, V1 t p2, V2)- U=f(T), H=f(T) U=0, H=0貝V A=- T S 3-TA S A= G (理想氣體恒溫過程)38. 下列的哪個過程可應用公式d G= Vdp求算體系的Gibbs自由能變（a）恒溫恒壓下濃H2SQ吸收水分（b）實際氣體等溫可逆膨脹（c）電解NaCI水溶液生成 NaQH Cl 2和出（d）287 K , p下燒杯中的水蒸發(fā)為氣（答案）b , （b） 可應用，（a） （c） （d）不能應用Kp(c) rG (d)

22、rHn39.下述過程，體系的CG何者為零？(a)理想氣體的等溫膨脹(b)孤立體系的任意過程(c)在100 C ,101325Pa下1mol水蒸發(fā)成水汽(d)絕熱可逆過程（答案）c40.在一定溫度和壓力下，對于一個化學反應，能用以判斷其反應方向的是（答案）c （判斷一定溫度和壓力下化學反應方向用 rG,而判斷一定溫度和壓力下化學反應限度用K或K P)$41.理想氣體反應CO(g) 2H2(g) =CH3OH(g)的與溫度T器Gm/J mol-1 = -21660 52.92 (T/K),若使在標準狀態(tài)下的反應向右進行，的關系為則應控制反應的溫度(a)必須咼于409.3 K(c)必須等于409.3

23、 K(b)(d)必須低于409.3 K必須低于409.3 C(答案)b,由厶rG；:0求得42.用1 mol理想氣體進行焦耳實驗(自由膨脹)，求得 S = 19.16 J吉布斯自由能變化為K1，則體系的(a) G= 19.16 J (b) G< 19.16 J(c) G> 19.16 J (d) G= 0(答案)b(理想氣體恒溫過程nRlnV2 =nRln P1V1P2A = -nRT ln V2 二 nRTln P2V1P1g = nRT ln 止=-nRT ln V2)P1V43. 1mol理想氣體經(jīng)過一個恒溫不可逆壓縮過程，則該過程(a) G>AA (b) G= A(c

24、) G<AA (d)無法比較(答案)b根據(jù) G = A+A (pV),理想氣體恒溫 (pV)=0。44.下列四個關系個不是麥克斯韋(b)£T疋P(c)汀V(d)（答案）a（根據(jù)熱力學基本方程:dU 二TdSPdVdH 二 TdS VdPdA = -SdT - PdVdG = -SdT VdP結合全微分函數(shù) df=gdx+hdy的（旦人=（空）y性質，得到下列四個麥克斯韋關系式: :y : x（肉、5丿tUt丿p1即7r,：S Va _徨.即丿s丿P45.由熱力學基本公式 dG=-SdT+Vd斷導出的下列式子中，錯誤的是(a)G =-S汀p(b)，(d)譯p>0:0（答案）

25、d對于不做非體積功的封閉體系，下面關系式中不正確的是(：H ：S) p= T (b)(c) (:HR)s = V (d)(:A jT) v = - S 一= p（答案）d（正確的應該是，U " =-p）阪丿S47.在一簡單的（單組分，單相，各向同性）封閉體系中，恒壓只做膨脹功的條件下，吉布斯自由能值隨溫度升高如何變化一G.:T） p< 0視具體體系而定(：G 汀)p> 0(b)(c) (:G :T) p= 0(d)(答案)b , (:G :T) p= - S < 0 48.純物質單相體系的下列各量中不可能大于零的是(a)電:IcS卯(d):<G I(答案)b,

26、；TpS“49. 1摩爾理想氣體恒溫壓縮，當壓力由pi變到P2時，其.；G等于(a)p1nRT In 1P2(b)p2nRT ln 2P1(c)V ( P2 - P1)(d)V ( P1 - P2 )(答案)b50. 對實際氣體的節(jié)流膨脹過程，有(a) H = 0(b)S = 0(c) G= 0(d)(答案)a51. 對于封閉體系的熱力學，下列各組狀態(tài)函數(shù)之間的關系中正確的是 A > U (b) A < U (c)G< U (d) H< A(答案)bTS |GTSH=UpVG=H-TS ApVA=UTS西數(shù)間關系的圖示式52. 理想氣體絕熱可逆膨脹過程(a)U =0(b

27、)：H =0(c). '： S = 0(d)；：G = 0(答案)c53 .單組分物系兩相平衡(a)d l n p H2dT RT(c) 自由度是零dT TAV(b)dpAH(d)化學勢是零(答案)b克拉佩龍方程穿=總適用于任意兩相平衡克勞修斯-克拉佩龍方程d ln P = vap 2 m只適用于液-氣平衡或固-氣平衡dT RT254 .關于克勞修斯-克拉佩龍方程下列說法錯誤的是(a) 該方程僅適用于液-氣平衡(b) 該方程既適用于液-氣平衡又適用于固-氣平衡(c) 該方程假定氣體的體積遠大于液體或固體的體積(d) 該方程假定與固相或液相平衡的氣體為理想氣體(答案)aP為該物質的蒸氣壓

28、，若在所研究的溫度范圍內,55. 對于單組分物系的氣液平衡體系,In p/Pa與1/ T成直線關系，則：(a) vapH= 0(b) vapH=常數(shù)(c) vapSr= 0(d) vapH= A( T)(答案)b56. 熱力學第三定律可以表示為：(a) 在0 K時,任何晶體的熵等于零(b) 在0 K時,任何完整晶體的熵等于零(c) 在0 C時,任何晶體的熵等于零(d) 在0 C時，任何完整晶體的熵等于零(答案)b (P 125)計算題1. 某一熱機的低溫熱源溫度為 40C，若高溫熱源溫度為：(1)100 °C (10MPa下水的沸點); (2) 265 C (5MPa下水的沸點)；試

29、分別計算卡諾循環(huán)的熱機效率。解：/1)T1 -T2100 - 4002(1) r20.161 =16.1°02T 100+273.15(2) r 265 °0.418 =41.80o2265273.15130 C及40C兩熱源之間;380 C及50 C兩熱源之間。2. 試比較下列兩個熱機的最大效率：(2)以汞蒸氣為工作物.工作于(1) 以水蒸氣為工作物，工作于解:-TtT"-T1t2403 -31340390403= 22.3%_653 -323-653_330一653=50.5%223. 1 mol理想氣體由25C, 1MPa夢脹到0.1MPa,假定過程分別為：

30、(1)等溫可逆膨脹； 向真空膨脹。計算各過程的熵變。解:(1)等溫可逆膨脹；厶S=nRn( V/V)= 19.14 J K -3初、終態(tài)相同.：S= 19.14 J K24. 2 mol某單原子理想氣體，其始態(tài)為p ,273K，經(jīng)過一絕熱壓縮過程至終態(tài)4p ,546 K。試求體系的熵變。解：對于理想氣體的任何過程，可由下式計算其S:S = nG，m ln( T2/T1) -nRn( p2/p)=n2.5 Rn( T2/T1) - Rn( pz/pj=nR2.5In( T2/T1) - ln(P2/pjp / p )-1-1=(2 mol)(8.314 J K mol )2.5 In(546 K

31、/273 K)-In(4-1=5.76 J K5. 2.0 mol理想氣體由5.00MPa、50C加熱至10.00MPa、100 C,試計算該過程的 S 已.-1-1知 Cp,m =29.10 J mol K。解：屬于pTV都改變的過程。T 2PiAS = n Cp,m In +n Rln TiP23735= 2.0 29.10 In 2.0 8.314 In -32310-3.15J K6.5mol單原子理想氣體從始態(tài)300K，50kPa，先絕熱可逆壓縮至100kPa，再恒壓冷卻使解:n=5molP1=50kPaT1=300KV1=?Qr,1=0心 S1=0k-n=5mol P2=100kP

32、a T2=?K V2=?恒壓冷卻Q2=?,ziS2=?-n=5mol P3=100kPa T3=?K3V3=85dm心 U1=?心 H1=?W1=?AU2=?4H2=?W2=?1TQ=?,也 S2=?, AU=?,H=?W=?>L體積縮小至85dm3,求整個過程的 先求出T2，進而求出W 求出V2, T3,進而 32=?和 W W+ W2Q=- 19.892kJ ; V=13.935kJ ;U=- 5.958kJ ; . ：H=-9.930kJ ; . ：S=-68.66J K7. N2從20.0dm3、2.00MPa、474K恒外壓1.00MPa絕熱膨脹到平衡，試計算過程的比S已知N2

33、可看成理想氣體。解: Q =0, U =W，即 nCv,m T2 - T1 二-Pe V2 -V6_3_2.0 10 20 108.314 474=10.15molP,mV2得:10.15 8.314T21.0 106= 84.39 10-6T2代入上式10.15 5R T2 -474 =-1.0 106 84.39 10“T2-20 10“2解得 T2 =406.3K2該過程屬于pTV都改變的過程，所以T?piS = nCp mln +nRin 2TiP2421 32 0= 10.15 3.5R in10.15 8.314 in4741.0=23.68J.K-11&求算反應1H2(g

34、) + 2 02(g)- H2O(g)在標準壓力及25oC條件下的.-：rSm。已知，在298k時-1 -1.-：rSm H2,g =130.59J.K .mol.-：rSm O2,g =205.1J.K-1.mol-1-1-1rsm H2O, g =188.72J.K 1.mol 11解：=rSm =：rSm-.“Sm H 2,_ rSm O2 ,g21 1=188.72 -130.59 -102.6 J K mol=-44.47 J K-1 mol-19已知10 mol某理想氣體的吉布斯函數(shù)G與亥姆霍茲函數(shù)的差值等于26.444 kJ，試計算該理想氣體的溫度 To解：因為 GA=pV= n

35、RT=26.444 kJ所以 T=(26.444 kJ)/(10 mol-1)(8.31410-3 kJ K-1 mol-1) =318 K.10. 1.00mol的水在100 C、101325Pa下蒸發(fā)為水蒸氣，求S 4 G已知水的蒸發(fā)焓為2258J/g °水蒸氣看作理想氣體，液體水的體積可以忽略。解：G02：H=Q=18X 2258=40644(J)-1S= ：H/T=40644/373=109( J K )2M=iU-TiS=W=-pV=-nRT373R=-3101(J) 211.1.00 mol理想氣體，在298K時，經(jīng)(1)等溫可逆膨脹，體積從24.4dm33變?yōu)?44dm

36、;(2)克服恒定的外壓 10.1kPa從24.4dm3等溫膨脹到244dm3，求兩過程的AS、G AA;(3)判斷上述兩過程的方向和限度以什么函數(shù)為判據(jù)較方便，試加以說明。解：QrV2-i(1) . ：S = r- = nRln 2 =1.0 X 8.314 X In 10=19.14(J K ) 2TV1AG=AA=_TAS=-298 X 19.14=-570.4(J)2(2) 始終態(tài)相同，結果不變。2(3) 分別以也S (也S環(huán)=0)、 G判斷較為方便。212. 將1molN2從P等溫(298.15K)可逆壓縮到6p，求此過程的 Q,W,. U, . H, ZA, . G, . ：S和 厶

37、iS。解：理想氣體等溫可逆過程U=lH=0, W - Q = n RTn( p?/pd = 4.44kJ4-1.S=-nRIn(p2/p”= -14.9 JK ，.:iS=. S Q/T =0 , . ：A= ：G= -T. ：S=4.44kJ413. 70C時四氯化碳的蒸氣壓為82.81kPa , 80C時為112.43kPa。試計算四氯化碳的摩爾蒸發(fā)焓及正常沸點。設四氯化碳的摩爾蒸發(fā)焓不隨溫度而變化。解：.apH m JT13np. 2T1 _T2 p T1_ 83145 匯（80 十273.15 尸（70 +273.15 L 112.43一 80 70n 82.8180 -703-1-1= 30.81 10 J.mol =30.81kJ mol1一 R|np =T2T H p T1J mol-14I 170273.1583145 3 In 101.325 K-130.81 1081.81_3-1= 2.8597 10 K444T2 =349.69K, t2 =76.54 C3314. 2 mol、27C、20dm 理想氣體，在等溫條件下膨脹到50dm，假定過程為：(1)可逆-1膨脹；(2)自由膨脹；(3)對抗恒外壓p膨脹。計算以上各過程的 Q,W, .U,H, .'S。解：理想氣體等溫膨脹， U=. H=0及= nRn(V/V"= 15