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热力学第二定律习题

热力学第二定律习题 5 mol 理想气体（ C p  m = 29  10 J·K  1 ·mol  1 ），由始态 400 K ， 200 kPa 定压冷却到 300 K ，试计算过程的 Q ， W ，  U ，  H 及  S 。 2 . 在下列情况下， 1 mol 理想气体在 27℃ 定温膨胀，从 50 dm3 至 100 dm 3 ，求过程的 Q ， W ，  U ，  H 及  S 。 （ 1 ）可逆膨胀； （ 2 ）膨胀过程所作的功等于最大功的 50 % ； （ 3 ）向真空膨胀。

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热力学第二定律习题

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  1. 热力学第二定律习题 • 5 mol理想气体（Cpm = 2910 J·K1·mol1），由始态400 K，200 kPa定压冷却到300 K，试计算过程的Q，W，U，H及S。 • 2.在下列情况下，1 mol理想气体在27℃定温膨胀，从50 dm3至100 dm3，求过程的Q，W，U，H及S。 • （1）可逆膨胀； • （2）膨胀过程所作的功等于最大功的50 %； • （3）向真空膨胀。 • 3. 2 mol某理想气体，其定容摩尔热容 ，由500 K，4052 kPa的始态，依次经历下列过程：（1）在恒外压2026 kPa下，绝热膨胀至平衡态，（2）再可逆绝热膨胀至1013 kPa；（3）最后定容加热至500 K的终态。试求整个过程的Q，W，U，H及S。

  2. （1）今有1 mol单原子理想气体，始态压力为1013 kPa，体积为224 dm3。经绝热向真空膨胀至体积为224 dm3。（2）又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为224 dm3。 分别求（1），（2）两过程的Q，W，U，H和S。 • 5、温度为200℃，体积为20 dm3的1mol氧，反抗恒定的1013 kPa的外压进行绝热膨胀，直到气体的压力与外压平衡，设氧服从理想气体行为，则气体在该过程中的熵变为多少？已知 。

  3. 6.计算2 mol镉从25℃加热至727℃的熵变化。已知：镉的正常熔点为321℃，fusHm = 610864 J·mol1。相对原子质量为1124，Cpm ( Cd，l ) = 2971 J·mol1·K1，Cpm ( Cd，s ) = ( 2248 + 10318  103 T / K ) J·mol1·K1。 7、已知纯B( l )在100 kPa下，80℃时沸腾，其摩尔汽化焓 vapHm = 30878 J·mol1。B液体的定压摩尔热容Cpm=1427 J·K1·mol1。今将1 mol，40 kPa的B( g )在定温80℃的条件下压缩成100 kPa的B( l )。然后再定压降温至60℃。求此过程的S。设B( g )为理想气体。

  4. 0.5molC6H6(l) 0.5molC6H6(s) 101.325kPa t2=0℃ 101.325kPa t1=5℃ 0.8molH2O(s) 0.8molH2O(l) 8.有系统如下图所示 已知在101325 kPa下，苯(s)及冰的熔点分别为5℃及0℃，苯(s)和冰在各自熔点时的熔化焓分别为9916 J·mol1和6004 ·mol1。Cpm (苯,s) = 12259 J·K1·mol1，水的Cpm (H2O,l ) = 7538 J·K1·mol1，容器及隔板绝热良好.若系统的始态如图所示，当用导热隔板取代绝热隔板，整个系统达到平衡后，系统的S为若干？

  5. 9. C2H5OH(g)脱水制乙烯反应在800 K时进行，根据下表数据求反应的rSm (800 K) 10、已知CO2在194.67 K时的摩尔升华焓为 25.30 kJ·mol 1，固体CO2在194.67 K时的标准摩尔熵为68.8J ·K 1 · mol 1，求气体CO2在194.67 K的标准摩尔熵。 物 质 C2H5OH(l) C2H5OH(g) H2O(l) H2O(g) C2H4(g) rSm (298K)/J·K1·mol1 282.0 69.94 219.45 Cp m (B)/ J·K1·mol1 111.46 71.10 75.30 33.57 43.56 Vap Hm / kJ mol1 38.91 40.60 T*b / K 351.0 373.2

  6. 11. 已知25 ℃时硝基甲烷CH3NO2(l) 的标准摩尔熵为171.42，摩尔蒸发焓为38.27 kJ·mol1，饱和蒸气压力为4.887 kPa。求气态CH3NO2(g)在25 ℃时的标准摩尔熵。 (设蒸气服从理想气体状态方程) 12、在27℃时1 mol理想气体从1 MPa定温膨胀到100 kPa计算此过程的U，H，S，A与G。 13、在25℃时1 mol O2从1000 kPa自由膨胀到100 kPa，求此过程的U，H，S，A，G（设O2为理想气体）。

  7. 15. 4 mol某理想气体，其CVm = 25 R，由600 K，100 kPa的始态，经绝热、反抗压力恒定为600 kPa的环境压力膨胀至平衡态之后，再定压加热到600 K的终态。试求整个过程的S，A及G各为若干？ 16、苯在正常沸点353 K时摩尔汽化焓为3075 kJ·mol1。今将353 K，101325 kPa下的1 mol液态苯向真空等温蒸发变为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。 （1）求此过程的Q，W，U，H，S，A和G； （2）应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程。

  8. 17. 在一带活塞（设无摩擦无质量）的容器中有氮气 05 mol，容器底部有一密封小瓶，瓶中有液体水15 mol，整个系统的温度为100℃，压力为1013 kPa，今使小瓶破碎，在维持1013 kPa下水蒸发为水蒸气，终态温度仍为100℃。已知水在100℃、1013 kPa下的蒸发焓为4067 kJ·mol1，氮气和水蒸气均按理想气体考虑。求此过程的Q，W，U，H，S，A，G。

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