1 第三章 热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1） 热机效率； （2） 当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在 的高温热源和的低温热源间工作，求： （1） 热机效率 ； （2） 当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热 解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在 的高温热源和的低温热源间工作，求 （1）热机效率 ； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解： （1） 2 (2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功rW 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。 证： （反证法） 设 rirηη> 不可逆热机从高温热源吸热 ，向低温热源放热，对环境作功 则 逆向 卡诺热机从 环 境 得功 从 低温热源吸 热向 高温热源放 热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3 3．5 高温热源温度，低温热源温度 ，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1） 可逆热机效率 。 （2） 不可逆热机效率 。 （3） 不可逆热机效率 。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成 100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与 100℃的热源接触。 （2）系统先与 55℃的热源接触至热平衡，再与 100℃的热源接触。 （3）系统先与 40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与 100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 4 3.8 已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为 将始态为300 K，100 kPa 下1 m...
