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1、.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 =100 143-2 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% = - 106.5 Q2 + Q1 =- WQr,2 + 1000 =13
2、3Qr,2 =- 867 Qir,2 + 1000 =106.5Qir,2 =- 893.5 143-3 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=200 143-4 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 =-
3、WQ2 + 1517.5 =-100Q2 =- 1617.5 143-5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
4、,过程自发因S为状态函数,故0,过程自发同理0,过程自发144-101 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 Jg-1K-1。解：145
5、-20将温度均为300 K,压力均为100 kPa的100dm3的H2与50dm3的CH4恒温恒压下混合,求过程的S。假定H2和CH4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cpDH冰= DH冰1 + DH冰2=m冰D fush+ m冰cp DH水+ DH冰 = 0即：10004.184 + 500333.3+ 5004.184 = 0T
6、 =299.93K146-27 已知常压下冰的熔点为0,摩尔熔化焓DfusHm = 6.004 kJmol-1,苯的熔点为5.51,摩尔熔化焓DfusHm = 9.832 kJmol-1。液态水合固态苯的摩尔定压热容分别为Cp,m = 75.37 Jmol-1K-1及Cp,m = 122.59 Jmol-1K-1,今有两个用绝热层包围的容器,一容器中为0的8 mol H2O与2 mol H2O 成平衡,另一容器中为5.51的5 mol C6H6 与2 mol C6H6 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=nDfusHm=86004=48
7、032 DH2=nCp,m =10 75.37=753.7DH3= -nDfusHm= -59832= -49160 DH4 =nCp,m =10122.5948032+ 753.7+ + 10122.59=0T=277.13 K146-28 将装有0.1mol乙醚2O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 kJmol-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=nDvapHm=0.125104=2510.4 恒容W
8、= 0Q= U = DH - DngRT = 2510.4 0.1 8.3114 308.66 = 2253.8 147-33 已知25时,液态水的标准生成吉布斯函数 = -237.129 kJmol-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 + 0.5 O2 pH2O pH2O 3166.3PaH2O 3166.3PaH2O 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
9、算过程的G及S。解：H2O p = 100 kPaH2O p* = 0.422 kPaH2O p* = 0.422 kPaH2O p* = 0.414 kPaH2O p* = 0.414 kPaH2O p* = 100 kPa148-38 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 p1 = 100 kPaH2O p2 = 59.8 MPaH2O p2 = 59.8 MPaH2O p1 = 100 kPa149-47 汞在100 kPa下的熔点
10、为-38.87,此时比融化焓fush = 9.75 Jg-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 = 1105 Pa T1 = 234.28KfusH = 9.75 J.g-1p2=10MPaT2 = 238.15K解：解得：T2 = 234.9K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= 350.15Kp1 = 41891Pa T2 = 373.15Kp2 = 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 水和氯仿在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 = 40.668 kJmol-1和vapHm = 29.50 kJmol-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262.97 / 7
