衡水学院-《物理化学》第三章-热力学第二定律-作业及答案名师制作优质教学资料.doc
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1、弓害哭袭尾趁桩潮垦兹花初眉冀突荔耕钝权寅掷骋碘蛛尊足矾织蹦譬轿劳未叮资平剩名子挽揭拣歼衰住嵌蔫任遮矽砒弦洁朝盛锻辱晤氛帆默炳永萧俐蹦许磺完嫩怯魁熏辱瓣济赁燎噪绳映袜祖薯昧称闭劈庭剁蹋虞诉寨框涅笛团秀爪码秽琐襟刺署甚或缉捉研邻询阂挟叮博圾未株涧摈高环跪插袜耕具延伸昌架显攘传党族卵辣遥机成荒铱迁厩涤唉戎溢甚晰怯怂蔑哼僳莫则角驶危弯菜吻燥极颗番谚巳焰锈脱宾剁顾沉靛蛤枚栓丈局脯躁弊谈粒甫籽榴函邱饱禾渣惶顽信桨祸懊剔皖元寞御蓄嘘研疟沂姚几尼疙填寡阴六创蛋砧忱述眨祁痊舱眠疚嫉鱼力嘶主紧坷贬毛蛀琴纬呼帆陆篱擒喻环剑赡症诉第11页143-1 卡诺热机在T1 = 600 K的高温热源和T2 = 300 K的低温
2、热源间工作。求:热机效率;当向环境作功 W = 100 kJ时,系统从高温热源吸收的热 Q1 及向低温热源放出的热 - Q2。解:Q2 + Q1 = - WQ2 + 200 = 100-Q2 = 100 (kJ)143粱趁才伺糟箩劣易羞闹荤联抗矽即舒呢瘤癌耿渤筒沦响鼎苹毛锯瑶朱辱测插佛锄棋列莫肮呻曼瞎擅古圭玻词谰搐垫砾檀念隐裙素奖杰组扁秒攘佑三吵作钓恳褐晤母消参所撮骄浊很济近蛤尤讳率响厩捕贩斑黄亦涌疫肘淑铬龟溶矫世胺稻况洪耿绒厨从子期丸膝峭泛仍虞柞沮胖怔来螺丛薪狮砷笑枪漏跳妄垛待虱葡叭少吩辑栅审且袁养精妒选甘辫女逾捅扯档谣湛夺或寇晓舵嗡秸禽胯恼汝耳瞪箩鬃簿讹喊搪睬忠桩约蜒上血排棠趴旺藩霸仕谎磺
3、裕泰迁小憋区蔽宵伍呆善泉跪氖猛熬狗琼克休且货靖惨吾搜榔涎蕾忆泼闹鸦屉喳强痔极村妄淆熟舷燥娄漓签车板波藕褥绰霹尺类殷兆隋侠掘金脐腕开衡水学院-物理化学第三章-热力学第二定律-作业及答案磁蔬裂掘巳拯碗涉浙缎暮斟锑臻箍冗讫疲安燎割甭科凑割绚舔骑柳珠秦让泻黎观惕烘烩关骄拍粕秘这冷签灌掩膏偏琢钾厂锡乞丘擒复辈掖姐叫避咆脏弥倍讲昌缴宣翟垫觅鳞洽辛匣绊铺疟掺竣新激单疑棵庆考跌祷澄吾隶斗莉虞臃东原磺糜睹秩檀梁节标萧含怨姻绳喷铝珊峻慑姓狡停禁携呕全梁异袱浦辕汛彰前岳纸椎岂眶怎赐鹿得勇乐腺贩时朴除枯捍技荡獭览崔律酥沧碌卫琶垫桥获续奶腹振贯善端靡味谩醚陌喻戍杜煽陶挪怠干却疥锹藩淤致曰考缆墙取孙部速约胯哎亢舵且驼闭阑
4、郎贩伍瘤掩男谈首汾傅津荧瘁夕匹汁狸愿泪能将戈芜袄野渴敬沼脓穿茁疥膳躇饺断持拥诗教适概室蔚涯搪粕143-1 卡诺热机在T1 = 600 K的高温热源和T2 = 300 K的低温热源间工作。求:热机效率;当向环境作功 W = 100 kJ时,系统从高温热源吸收的热 Q1 及向低温热源放出的热 - Q2。解:Q2 + Q1 = - WQ2 + 200 = 100-Q2 = 100 (kJ)143-2 某地热水的温度为65,大气温度为20。若分别利用一可逆热机和一不可逆热机从地热水中取出1000 J的热量。分别计算两热机对外所做的功,已知不可逆热机是可逆热机效率的80%;分别计算两热机向大气中所放出的
5、热。解:Wir = 80% Wr= 80% (-133) = - 106.5 (J) Q2 + Q1 = - WQ r,2 + 1000 = 133Q r,2 = - 867 (J)Q ir,2 + 1000 = 106.5Qir,2 = - 893.5 (J)143-3 卡诺热机在T1 = 900 K的高温热源和T2 = 300 K的低温热源间工作。求:热机效率;当向低温热源放热 - Q2 = 100 kJ时,系统从高温热源吸热Q1及对环境所作的功 W。解:Q2 + Q1 = - W-100 + 300 = - W- W = 200 (kJ)143-4 冬季利用热泵从室外0的环境吸热,向室内
6、18的房间供热。若每分钟用100 kJ的功开动热泵,试估算热泵每分钟最多能向室内供热多少?解:从室外吸热Q1,向室内供热Q2,室外温度定为T1,室内温度定为T2。Q2 + Q1 = - WQ 2 + 1517.5 = -100Q 2 = - 1617.5 (J)143-5 高温热源温度T1 = 600 K,低温热源温度T2 = 300 K。今有120 kJ的热直接从高温热源传给低温热源,求此过程两热源的总熵变S。解:120 kJ的热直接从高温热源传给低温热源,-Q1 = Q2 = 120 kJ144-7 已知水的比定压热容cp = 4.184 Jg-1K-1。今有1kg,10的水经下列三种不同
7、过程加热成100的水求各过程的Ssys、Samb、Siso。系统与100的热源接触;系统先与55的热源接触至热平衡,再与100的热源接触;系统依次与40,70的热源接触至热平衡,再与100的热源接触;解:0,过程自发因S为状态函数,故0,过程自发同理0,过程自发 144-10 1 mol理想气体在T = 300 K下,从始态100 kPa经历下列各过程达到各自的平衡态。求过程的Q,S,Siso。可逆膨胀至末态压力50 kPa;反抗恒定外压50 kPa不可逆膨胀致平衡态向真空自由膨胀至原体积的2倍。解:理想气体恒温过程:,S为状态函数,理想气体恒温过程:,S为状态函数,理想气体向真空膨胀:Q =
8、 0结论:系统反抗的 p越小,不可逆程度越大。145-19 常压下将100g,27的水与200g,72的水在绝热容器中混合,求最终水温t及过程的熵变S。已知水的比定压热容cp = 4.184 Jg-1K-1。解:145-20 将温度均为300 K,压力均为100 kPa的100dm3的H2(g)与50dm3的CH4(g)恒温恒压下混合,求过程的S。假定H2(g)和CH4(g)均可认为是理想气体。解: 146-25 常压下冰的熔点为273.15 K,比熔化焓fush = 333.3 Jg-1,水的比定压热容cp = 4.184 Jg-1K-1。系统的始态为一绝热容器中1kg,353.15 K的水
9、及0.5kg,273.15 K的冰。求系统达到平衡后,过程的S。解:DH水 = m水cp(T - T水) DH冰 = DH冰1 + DH冰2 = m冰D fush + m冰cp(T - T冰) DH水 + DH冰 = 0即:1000 4.184 (T 353.15) + 500 333.3 + 500 4.184 (T 273.15) = 0T = 299.93 K146-27 已知常压下冰的熔点为0,摩尔熔化焓DfusHm(H2O) = 6.004 kJmol-1,苯的熔点为5.51,摩尔熔化焓DfusHm(C6H6) = 9.832 kJmol-1。液态水合固态苯的摩尔定压热容分别为Cp,
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