物理化学 习题答案(胡彩玲) 第三章 热力学第二定律参考答案.docx

第三章 热力学第二定律 一、选择题 1、D 2、C 3、C 4、C 5、A 6、D 7、C 8、D 9、D 二、判断题 1、× 2、× 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、× 10、× 三、计算题 1、解 由－W=Q1+Q2可知向低温热源放热 Q2=－W－Q1=(－(－0.6)－1)kJ=－0.4kJ 2、解 (1)等温过程：ΔU=ΔH=0， (2)ΔU=ΔH=0， (3) (4) 3、解 4、解 恒熵过程指绝热可逆过程 5、解：过程设计如图 6、解 液相反应，P、T、V均不变 W’=-91838.8J, Q=213635.0J, W(体积功)=0 7、解 过程 = 1 \* ROMAN I：∵ ∴ 过程 = 2 \* ROMAN II：∵ ∴ 又∵ ∴ ∴Q=0 过程 = 3 \* ROMAN III：∵ ∴ 8、解 因为过程不可逆,且状态函数直接无法求出,所以要设计可逆过程 n=5mol n=5mol T1=271.15K T2=271.15K P1=101325Pa P2=101325Pa H2O(l) H2O(s) △H1 △S1 △H2 △S2 n=5mol n=5mol T3=273.15K =-5.858kJ.mol-1 T3=273.15K P3=101325Pa P3=101325Pa H2O(l) H2O(s) 因为水和冰的体积质量可视为相等,所以W=0 △U=Q+W≈Q 恒压△H=Q=△U=Q △H=△H1+△H2+ △H1=dT(l) △H2=dT △H=△H1+△H2+ =(l)dT+dT+ =5×37.65×2+(-5858)=376.5-5858=-28.91kJ Q=-28.91J △U=-28.91J △S=△S1+△S2+△S3 △S1= △S2= ∴△S=△S1+△S2+△S3 = △A=△U－T△S=-28.91×1000+271.15×105.85=-0.21kJ △G=△H－T△S=-28.91×1000+271.15×105.85=-0.21kJ 9、解 298K，，该反应自发进行。 10、解 (1) (2) (3) 11、解: (1)斜方硫和单斜硫在转换温度(368K)时的相变为定T、定p可逆过程，根据吉布斯-亥姆霍兹公式， ΔGm(T K)=2.09TlnT-0.0052T2+505.2+I T 当T =368K，ΔGm(368K)=0，代入上式，求得积分常数I=-11.8 所以 ΔGm(T K)=2.09TlnT-0.0052T2+505.2-11.8T ΔGm(273 K)=2.09×273×ln273-0.0052×2732+505.2-11.8×273= 96.8(J) (2)Δa=1×15.15－1×17.24 =-2.09 Δb=1×0.0301-0.0197=0.0104 ΔCp =-2.09+0.0104T，基尔霍夫公式的不定积分形式为 当T =273K，ΔrHmo(273K)=322.17J?mol-1，代入上式， 求得积分常数ΔHo=505.2(J)，所以 ΔrHmo(TK) =-2.09T+0.0052T2+505.2 ΔrHmo(368 K) =-2.09×368+0.0052×3682+505.2=440.3(J) 四、简答题 1、自发过程是指能够自动发生的变化，即无需借助外力即可发生的变化。实际过程不一定是自发性过程，如电解水就是不具有自发性的过程。 2、热力学第二定律的经典表述法实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。由于所有的实际过程的不可逆性都互相关联，如果功与热的转化过程是可逆的，那末所有的实际过程发生后都不会留下痕迹，那也成为可逆的了，这样便推翻了热力学第二定律，也否定了热与功转化的不可逆性，则“实际过程都是不