第三章热力学第二定律 3.】卡诺热机在买=600K的高温热源和3=300K的低温热源间工作。求 （1)热机效率”： (2)当向环境作功-W=100k时，系统从高温热源吸收的热Q及向低温热源 放出的热一g。 解：卡诺热机的效率为 7=1-=1-=0% 300 根据定义 ”= 7=05 =200kJ 2+g=-w.-g1=Q-(←W)=200-100=100k 3.5高温热源温度买=600K,低温热源3=300K.今有120k灯的热直接从 高温热源传给低温热源，求此过程的△S。 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 =200JK
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 3.5 高温热源温度 ，低温热源 。今有 120 kJ 的热直接从 高温热源传给低温热源，求此过程的 。 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3=600K的高温热源及=30K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9，=300：时，两热源的总熵变△S。 （1)可逆热机效率”=0,5 (2)不可逆热机效率”=0.45」 （3)不可逆热机效率7=0.45 解：设热机向低温热源放热一只，，根据热机效率的定义 7=9+2.1+9 21 如+妈兽+兽别 因此，上面三种过程的总熵变分别为0灯K,50灯K,100K1】 3.7已知水的比定压热容9，=4184Jg1K.今有1kg,10℃的水经下列 三种不同过程加热成10℃的水，求过程的AS,△及△Sw. (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
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 C 的水经下列 三种不同过程加热成 100 C 的水，求过程的 。 （1） 系统与 100 C 的热源接触。 （2） 系统先与 55 C 的热源接触至热平衡，再与 100 C 的热源接触。 （3） 系统先与 40 C，70 C 的热源接触至热平衡，再与 100 C 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
65mmmC,10x41415 Jn T T 283.15 =1155J.K-1 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 0△=mC,G-.-10x4184×67315-2831时 T 373.15 =-1009JK1 △So=4Sb+ASx=1155-1009=146J.K1 048。=mCG-,-mC,G-】 3 =-1000×4.18 457 32816+37315-1078JK 4S0=△Sa+△Sw=1155-1078=77J.K1 ③△S=mC,6-+-mC,图-T)-mC,低-到 12 =-1000×4.184 「30 30 307 313.15343.15373.15 =-1103J.K1 △Sw=△S+AS%=1155-1103=52JK 3.8已知氨(N,g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为 C,a=27.32+6226×10-3(Tk)-0.9502x10-(/K)mo11K- 将始态为300K,100kPa下1mol的N2(g)置于1000K的热源中 求下列过 程(1)经恒压过程；（2)经恒容过程达到平衡态时的 Q,△S及△So
在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 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 mol 的 N2(g)置于 1000 K 的热源中， 求下列过 程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的
解：在恒压的情况下 A8=mCa回dr=272hg+626×106-T) -09502×10-g-T2） 2 =3682J.K1 e=C,aar=27326-x+526x10g-r）】 2 09502×10{-T） 5 =21.65kJ 4=-21.65×10 1000 =-21.65J.K1 △S。=△S+△S=36.82-21.65=15.17J.K1 在恒容情况下，将氮(N,g)看作理想气 子 CY.m =Cx-R =1901+6.26×103t）-09502×10-‘压P}mol1K1 将C.(们代替上面各式中的S,⑦），即可求得 所需各量 △S=26.81JK-:Q=15.83k,△Sa=-1583JK1, △So=-10.98JK-1
解：在恒压的情况下 在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想气 体 将 代替上面各式中的 ，即可求得 所需各量
3.9始态为了=300K,n=20Pa的某双原子理想气体1m1,经下列不同 途径变化到=300K,P,=100kPa的末态.求各步骤及途径的2，△. (1)恒温可逆膨胀； （2)先恒容冷却至使压力降至100kPa,再恒压加热至Z; (3)先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa,再恒压加热至T。 解：(1)对理想气体恒温可逆膨胀，△U=0,因此 g,=-形=mRTh2=nRT'inP Pa =1k8314×30xh0-1729u A8-=172=5763JK1 T300 (2)先计算恒容冷却至使压力降至100kPa,系统的温度下 T-台-0×-10K g=4c.食--1x经×00-30-318 =cab景=-44 g=cG--12登60-15对=4365 4=Cah2=20.170J-K1 Q=g1+92=7.483k 4S=△S1+△S2=5.76J.K
3.9 始态为 ， 的某双原子理想气体 1 mol，经下列不同 途径变化到 ， 的末态。求各步骤及途径的 。 （1） 恒温可逆膨胀； （2） 先恒容冷却至使压力降至 100 kPa，再恒压加热至 ； （3） 先绝热可逆膨胀到使压力降至 100 kPa，再恒压加热至 。 解：（1）对理想气体恒温可逆膨胀，U = 0，因此 （2） 先计算恒容冷却至使压力降至 100 kPa，系统的温度 T: