大学物理化学2热力学第二定律课后习题及答案

热力学第二定律课后习题答案 习题1 在300 K，100 kPa 压力下，2 mol A 和2 mol B 的理想气体定温、定压混合后，再定容加热到600 K。求整个过程的S 为若干？已知CVmA = 15 R，CVmB = 25 R [ 题解] B(g)2molA(g)2mol，，纯态 3001001KkPa，（） 混合态，，2molA2molB100kPa300K1pT 定容（）2 混合态，，2molA2molB600K2T S = S1 + S2，n = 2 mol S1 = 2nRln ( 2V / V ) = 2nRln2 S2 = ( 15nR + 25nR ) ln（T2 / T1）= 4nRln2 所以S = 6nRln2= ( 6  2 mol  8314 J·K1·mol1 ) ln2 = 6915 J·K1 [导引]本题第一步为理想气体定温定压下的混合熵，相当于发生混合的气体分别在定温条件下的降压过程，第二步可视为两种理想气体分别进行定容降温过程，计算本题的关键是掌握理想气体各种变化过程熵变的计算公式。 习题2 2 mol某理想气体，其定容摩尔热容Cv，m=1.5R ，由500 K，4052 kPa的始态，依次经历下列过程： (1)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。 [题解] （1）Q1 = 0，U1 = W1， nCVm（T2－T1）)(1122supnRTpnRTp， K400546.2022.405)(5.11221211212TTkPapkPapTpTpTT，得，代入， （2）Q2 = 0，TTpp3223111535325 ()，， TT320.42303( )K （3）V = 0，W3 = 0， QUnCTTV33432328 314500303144 91, ()[.(.)].mJkJ pp TT434350030310131671(. ).kPakPa 整个过程： Q = Q1 + Q2+ Q3 =491kJ，U = 0，H = 0， Q + W = U，故W =－Q =－491 kJ SnRppln(.ln.. ).141128 3144056167114 75JKJK·· [导引]本题的变化过程为单纯pVT变化，其中U、H和S是状态函数，而理想气体的U和H都只是温度的函数，始终态温度未变，故U = 0，H = 0。S的计算可利用理想气体定温过程的公式。本题关键为Q 和W的计算，因为Q和W是过程量，必须依据过程中的每一步进行分步计算。又，本题型是考研题中常见的。 习题3 计算2 mol镉从25℃加热至727℃的熵变化。已知：镉的正常熔点为32...