习题课热力学第二定律及其应用.pptx

第二章 热力学第二定律及其应用;第二定律习题课;第二定律习题课;第二定律习题课;第二定律习题课;第二定律习题课; 熵增加原理--过程自发方向的判据 绝热过程 “＞”-----不可逆 ?S≥0 “＝”-----可逆 “＜”-----不可能发生 孤立体系 “＞”-----过程能自发进行 ?S≥0 “＝”-----平衡态 “＜”-----过程不可能自发进行 ;第二定律习题课;第二定律习题课;第二定律???题课;第二定律习题课;第二定律习题课;例 题;例 题; 3．下列叙述中，哪一种是错误的？ （A）热不能自动从低温物体流向高温物体，而不留下其它变化。 （B）不可能从单一热源吸热作功而无其它变化。 （C）一切可能发生的宏观过程，均向着孤立体系熵增大的方向进行。 （D）绝热过程，Q＝0，△S＝0。; 4．水在100℃、101325 Pa下沸腾、下列各量哪一个会增大？ （A）体系熵变 （B）气化热 （C）Gibbs自由能 （D）蒸气压;√; 6．理想气体在恒压膨胀时，其熵变 （A）等于零 （B）大于零 （C）小于零 （D）不能确定;7．101325Pa、373.15K水蒸发，以水和蒸气为体系，则体系的哪一种热力学量变化为零？ （A）△U （B）△H （C）△S （D）△G; 8．当水（l）和水（g）达平衡时，下列叙述中哪些是正确的，请画“√”，错误的画“×”。 （A）在373.15K，饱和蒸气压下，G(l)=G(g)。 （B）由（A）可知，恒压变温过程，dG(l)=dG(g)。 （C）对液相（或气相），恒温过程，dG=Vdp; 例题1：1mol理想气体在恒温下通过：(1)可逆膨胀，(2)真空膨胀，体积增加到10倍，分别求其熵变。;熵是状态函数，始终态相同，体系熵变也相同，所以：; 2、已知在263.15K时，H2O（S）和H2O（l）的饱和蒸气压分别为552Pa,611Pa。试计算下列过程的△G. （1）在273.15K，101.325Pa下1mol水结冰； （2）在263.15K,101.325Pa下1mol水结冰。;解（1）;1mol H2O（l） 263.15K101.325Pa;根据状态函数的性质有;第二定律习题课;解：（i） ΔSθm =Sθm（金刚石） -Sθm （石墨） 因为ΔGT，p0，故在25℃及标准压力下石墨不能自发变成金刚石;第二定律习题课;第二定律习题课;第二定律习题课;例题4 已知25℃，H2O(l)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为–285.830kJ·mol-1和–241.818kJ·mol-1，在此温度下水的饱和蒸气压为3.166kPa，H2O(l)的标准摩尔熵为69.91 J·mol-1 ·K-1。求25℃时H2O(g)的标准摩尔熵，假设水蒸气为理想气体。;H2O(l) 1mol pθ＝101.325 kPa;?Hm = ?Hm,2= ?fH θm(H2O,g) - ?fH θm(H2O,l) = –241.818 –(–285.830 )= 44.012 kJ·mol-1 ?Gm= ?Gm,3= RTln(pθ/ p) = 8.559 kJ·mol-1 ?Sm =( ?Hm - ?Gm)/T =(44.012-8.559)/298.15 =118.91 J·mol-1 ·K-1 S θm (H2O, g) = S θm (H2O, l) + ?Sm =188.82 J·mol-1·K-1;例题5：101325Pa下将一盛有373.15K、1mol水的密闭玻璃球放在100dm3的容器中，整个容器放在373.15K的恒温槽内。将玻璃小球击破，水即发生气化（设蒸气为理想气体），计算该过程的Q，W，?U，?H，?S，?A，和?G。已知373.15K水的气化热为40.59 kJ·mol–1。;解：(1)首先判断水是否全部气化，在101325Pa下，1mol水全部气化应占体积：;(2)选择整个容器为体系，设计如下过程;例题6：1mol过冷水在268K、pθ下凝固，计算：