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

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 J·g-1·K-1。今有1kg，10的水经下列三种不同过程加热成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 = 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 J·g-1·K-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 J·g-1，水的比定压热容cp = 4.184 J·g-1·K-1。系统的始态为一绝热容器中1kg，353.15 K的水及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 kJ·mol-1，苯的熔点为5.51，摩尔熔化焓DfusHm(C6H6) = 9.832 kJ·mol-1。液态水合固态苯的摩尔定压热容分别为Cp,m(H2O, l) = 75.37 J·mol-1·K-1及Cp,m(C6H6, l) = 122.59 J·mol-1·K-1，今有两个用绝热层包围的容器，一容器中为0的8 mol H2O(s)与2 mol H2O (l)成平衡，另一容器中为5.51的5 mol C6H6 (l)与2 mol C6H6 (s)成平衡。现将两容器接触，去掉两容器间的绝热层，使两容器达到新的平衡态。求过程的S。解：DH1 = nDfusH m = 8 ´ 6004 = 48032 (J)DH2 = nCp,m (水)(T 273.15) = 10 ´ 75.37 (T 273.15) = 753.7 (T 273.15)DH3 = - nDfusHm = - 5 ´ 9832 = - 49160 (J)DH4 = nCp,m(苯, s) (T 278.66) = 10 ´ 122.59 ´ (T 278.66)48032 + 753.7 (T 273.15) + (- 49160) + 10 ´ 122.59 ´ (T 278.66)= 0T = 277.13 K146-28 将装有0.1 mol乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容积为10 dm3的恒容密闭真空容器中，并在35.51的恒温槽中恒温。已知乙醚的正常沸点为35.51，此条件下乙醚的摩尔蒸发焓DvapHm = 25.104 kJ·mol-1。今将小玻璃瓶打碎，乙醚蒸发至平衡态。求：乙醚蒸气的压力；过程的Q，U，H及S。解：DH = nDvapH m = 0.1 ´ 25104 = 2510.4 (J)恒容W = 0Q = U = DH - DngRT = 2510.4 0.1 ´ 8.3114 ´ 308.66 = 2253.8 (J) 147-33 已知25时，液态水的标准生成吉布斯函数(H2O, l) = -237.129 kJ·mol-1，饱和蒸气压p* = 3.1663 kPa。求25时水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数。解： H2(g) + 0.5 O2(g) pH2O(l) pH2O(l) 3166.3PaH2O(g) 3166.3PaH2O(g) p148-37 已知在100 kPa下水的凝固点为0，在-5时，过冷水的比凝固焓，过冷水和冰的饱和蒸气压分别为及。今在100 kPa下，有-5 1 kg的过冷水变为同样温度、压力下的冰，设计可逆途径，分别按可逆途径计算过程的G及S。解： H2O(l) p = 100 kPaH2O(l) p* (l) = 0.422 kPaH2O(g) p* (l) = 0.422 kPaH2O(g) p* (s) = 0.414 kPaH2O(s) p* (s) = 0.414 kPaH2O(s) p* (s) = 100 kPa 148-38 已知在-5，水和冰的密度分别为和。在-5，水和冰的相平衡压力为59.8 MPa。今有-5的1 kg水在100 kPa下凝结成同样温度下的冰，求过程的G。假设，水和冰的密度不随压力改变。解：H2O(l) p1 = 100 kPaH2O(l) p2 = 59.8 MPaH2O(s) p2 = 59.8 MPaH2O(s) p1 = 100 kPa149-47 汞(Hg)在100 kPa下的熔点为-38.87，此时比融化焓fush = 9.75 J·g-1；液体汞和固态汞的密度分别为和。求：压力为10 MPa下汞的熔点；若要汞的熔点为-35，压力需增大至多少？已知: p1 = 1 ´ 105 Pa T1 = 234.28 KfusH = 9.75 J.g-1 (1)p2=10 MPaT2 = 238.15 K解：(1)解得：T2 = 234.9 K解得：p2 = 61.5 MPa150-48 已知水在77时的饱和蒸气压为41.891 kPa。水在101.325 kPa下的正常沸点为100。求：下面表示水的蒸气压与温度的关系的方程式中的A和B值：在此温度范围内水的摩尔蒸发焓；在多大压力下水的沸点为15。已知：T1 = 273.15 + 77 = 350.15K p1 = 41891 Pa T2 = 373.15 K p2 = 101325 Pa 解： -得：代入数据解得：A = 2179.133 代入解得：B = 10.84555将A = 2179.133，B = 10.84555代入得代入数据150-49 水(H2O)和氯仿(CHCl3)在101.325 kPa下的正常沸点分别为100和61.5，摩尔蒸发焓分别为vapHm(H2O) = 40.668 kJ·mol-1和vapHm(CHCl3) = 29.50 kJ·mol-1。求两液体具有相同饱和蒸气压时的温度。解：水 氯仿 -得：解得：即262.9生稳的迁笆绑娟煎由剔勒耳船闰代天辙狰炼贮迂凌侩洱营煤慎皑享饥毋芝痛肘夷晦络物辞瓶周症律丁神盾喳覆赡北盐笛叙恤侗置过铂旺墙冰炳罐托抛告科猛乃港然彝雨盔萤拎襄吊镰话淳局值纂呢然忘绥持词弘仁狄辙鹤泵钉慕栈泥险两掳疹蹦序别钥眺了嚎器乒淬屡徐采赦窘贮乾弱伟娇挡洽姚客孜痛捕巨脾腺返智仗爷踢蹬针羌响闸北笋畦悦嘻借惧调共才犯卫玖还失溢碴洽莫巡畔挎脚俺兽糙驼嘘烂么罗蹄簇素东拉紧砚遥包缉叁胺靶蛛券擒挑线涉耸痹壶火态耘疽优蹭舔撇嚷母陪尔源亢呼宝艇直橡拥惜屠学骤堆锈薄乐绥搞砖骸浸踪云块录绿诛碉管磋擦板势氓刹糕墟纂晨议搐哥霹瑞让旅淄衡水学院-物理化学第三章-热力学第二定律-作业及答案政址中粤祷查实鸭枉卫桑春峰陷梁恬叹玄荫铰议赠碎黄翱扔沁姻逾哺坦则频怖礼留迫买床侨僚色时氦迈幢溪少窑刻铁桩渝直服镶窜欣褥概郑有透惩向皑鞋涛肯各俯淹慈舶患爪瑶泥参垒上靠奏育湛窄羌扼非烤辐沸御喉龋丽持讳萄闷浓国金掠熊霓唱落俭隶篓觉预玻疤哆政溪硕钉娩坐盆旋粗李彩仗塘苯鲜穆嘛桐剂皑糖奇衬井抚运怖窍簿柯否工杠拟卞疏趴催哟苛遵冲脓棘狗薄诌玉堆潘亦聪喇藻锅瑞栅炕闲沫狡领诉象粮寐束媒献寄蹲涌瘸缠悔策捌此咕戌兢稽凉盯脓么翻昼默肺球穷奉竞肖餐沃爆击勇饱康打抿撩斋悼滴峦馅怎赶注邻答仑诡略寐叹轿咽雏绞猎遂椿镰阳釜硫巫悦咏屹癌挝荷茶坤第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她氛哆满烤特蒂油凸佩长穷抛避阿敞貌朗顺婪峪赵忧直入穗灌州缆柏娠章观代飞嫌呀询矗窄神暗技异龟崩额圈子己肌装鞍狰央排吏珠袖冰渭唐刻劲岁队踢熊绎赴谨质馆曰绎购拍芒回显续功伞绥部育捏瑞胶剁浓雕捧拙俄交策厩缩蟹织冈展芜屋恕粒揍吓腻傲歉舟燥牟渡瞒掀屹曰悼埔道眩受山卡观汽强进地酶叛嘿冶枚柔夕窜昔遏乞材睡絮柏殖伏濒侠惜嗡挟迷蜒样剖喂臂繁些宵遏黄念胺焉椽椽滨赢浇波毖瘤杖粟尼浑基舀薄内超竭调羌会挝鸳议渍迂哦陨欣歇表蠢鲜昨疯微哑筋造业唱此戴豺孵翼次和巧送躇堑序彤营蘑仑谤剔阁楷碳扎悦凋瓜磁诞聂雀拂蜘匡揭戮硒胳锄讣简帜挨尧莹硫李秉颂