[143-1]卡诺热机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作。求:⑴热机效率η;⑵当向环境作功–W=100kJ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1000J的热量。⑴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%;⑵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)⑵Q2+Q1=-WQr,2+1000=133Qr,2=-867(J)Qir,2+1000=106.5Qir,2=-893.5(J)[143-3]卡诺热机在T1=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作。求:⑴热机效率η;⑵当向低温热源放热-Q2=100kJ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100kJ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=-WQ2+1517.5=-100Q2=-1617.5(J)[143-5]高温热源温度T1=600K,低温热源温度T2=300K。今有120kJ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ΔS。解:120kJ的热直接从高温热源传给低温热源,-Q1=Q2=120kJ[144-7]已知水的比定压热容cp=4.184J·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ΔSsys、ΔSamb、ΔSiso。⑴系统与100℃的热源接触;⑵系统先与55℃的热源接触至热平衡,再与100℃的热源接触;⑶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:⑴>0,过程自发⑵因S为状态函数,故>0,过程自发⑶同理>0,过程自发[144-10]1mol理想气体在T=300K下,从始态100kPa经历下列各过程达到各自的平衡态。求过程的Q,ΔS,ΔSiso。⑴可逆膨胀至末态压力50kPa;⑵反抗恒定外压50kPa不可逆膨胀致平衡态⑶向真空自由膨胀至原体积的2倍。解:⑴理想气体恒温过程:,⑵S为状态函数,理想气体恒温过程:,⑶S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ΔS。已知水的比定压热容cp=4.184J·g-1·K-1。解:[145-20]将温度均为300K,压力均为100kPa的100dm3的H2(g)与50dm3的CH4(g)恒温恒压下混合,求过程的ΔS。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273.15K,比熔化焓Δfush=333.3J·g-1,水的比定压热容cp=4.184J·g-1·K-1。系统的始态为一绝热容器中1kg,353.15K的水及0.5kg,273.15K的冰。求系统达到平衡后,过程的ΔS。解:DH水=m水cp(T-T水)DH冰=DH冰1+DH冰2=m冰Dfush+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=299.93K[146-27]已知常压下冰的熔点为0℃,摩尔熔化焓DfusHm(H2O)=6.004kJ·mol-1,苯的熔点为5.51℃,摩尔熔化焓DfusHm(C6H6)=9.832kJ·mol-1。液态水合固态苯的摩尔定压热容分别为Cp,m(H2O,l)=75.37J·mol-1·K-1及Cp,m(C6H6,l)=122.59J·mol-1·K-1,今有两个用绝热层包围的容器,一容器中为0℃的8molH2O(s)与2molH2O(l)成平衡,另一容器中为5.51℃的5molC6H6(l)与2molC6H6(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ΔS。解:DH1=nDfusHm=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=277.13K[146-28]将装有0.1mol乙醚(C2H5)2O(l)的小玻璃瓶放入容积为10dm3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=25.104kJ·mol-1。今将小玻璃瓶打碎,乙醚蒸发至平衡态。求:⑴乙醚蒸气的压力;⑵过程的Q,ΔU,ΔH及ΔS。解:⑴⑵DH=nDvapHm=0.1´25104=2510...