2021热力学习题课课件.ppt

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2021-03-02 发布于天津
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(2) D U = 37.61 kJ ， D H = 40.66 kJ W =0 Q ? D U ? W ? ( 37 . 61 ? 0 ) kJ = 37.61 kJ D S ? n D vap H m T ? 40.66 ? 10 ? ? ? ? J/K ? 109.0J/K ? 373.15 ? ? 3 3 D G T , P , W ? 0 ? 0 D A ? D U ? T D S ? ? 37.61 ? 109.0 ? 373.15 ? 10 ? ? 37.61 ? 40.66 ? kJ ? ? 3.05kJ D F T ? W R ? ? 3.05kJ ? kJ 例 2 2mol 理想气体在 300K 时自 1MPa 恒温膨胀至 0.1MPa ，计算 Q 、 W 、 Δ U 、 Δ H 、 Δ S 、 Δ A 、 Δ G ，并判断可逆性。 ( a ) p 外 =0 ， ( b ) p 外 =0.1MPa ， ( c ) p 外 = p 。解：状态函数变化与过程无关，三个过程有相同答案。 D U ? 0 D H ? 0 p 2 p 1 D S = ? nR ? ? d p / p ? ? ? nR ln ? p 2 / p 1 ? ? [ ? 2 ? 8 . 3145 ? ln( 0 . 1 / 1 )] J ? K p 2 p 1 ? 1 ? 38 . 29 J ? K ? 1 Δ A = Δ G = nRT ? ( d p/p) = nRT ln (p 2 /p 1 ) ? [ 2 ? 8 . 3145 ? 300 ? ln( 0 . 1 / 1 )] J ? ? 11 . 49 ? 10 J 3 ( a ) Q ? W ? 0 D S ? Q / T ? 38 . 29 J ? K V 2 1 ? 1 ? 0 ( b ) Q = ? W = ? V p 外 d V = p 外 (V 2 ? V 1 ) = nRTp 外 ( 1 /p 2 ? 1 /p 1 ) ? [ 2 ? 8 . 3145 ? 300 ? 0 . 1 ? ( 1 / 0 . 1 ? 1 / 1 )] J ? 4490 J D S ? Q / T ? ( 38 . 29 ? 4490 / 300 ) J ? K V 2 1 ? 1 ? 23 . 32 J ? K ? 1 ? 0 ( c ) Q = ? W = ? V p 外 d V = ? V p d V = nRT ln (V 2 /V 1 ) = nRT ln (p 1 /p 2 ) 1 V 2 ? [2 ? 8.3145 ? 300ln(1/ 0.1) ? J ? 11.49 ? 10 J 3 D S ? Q / T ? ( 38 . 29 ? 11 . 49 ? 10 / 300 ) J ? K 3 ? 1 ? 0 例 3 0 ℃ 、 1MPa 、 10dm 3 的单原子分子理想气体，绝热膨胀至 0.1MPa ，计算 Q 、 W 、 Δ U 、 Δ H 、 Δ S ，并判断可逆性。 ( a ) p 外 = p ， ( b ) p 外 =0.1MPa ， ( c ) p 外 =0 。解：三个过程终态不同。 ( a ) V 2 ? ( p 1 / p 2 ) V 1 ? [( 1 / 0 . 1 ) 1 / ? 3 / 5 3 3 ? 10 ] d m ? 39 . 81 d m n ? p １ V 1 /( RT 1 ) ? 4 . 403 mol T 2 ? p 2 V 2 /( nR ) ? 108 . 7 K D S ? 0 W R = Δ U = nC - o 3 D H ? nC p , m ( T 2 ? T 1 ) ? ? 15 . 06 ? 10 J D S ? ? δ Q / T ? 0 Q R ? 0 θ V, m ( T 2 ? T 1 )= ? 9033J ( b ) D U ? W nC - o V , m ( T 2 ? T 1 ) ? ? p 外 ( V 2 ? V 1 ) T 2 ? 174 . 8 K n ( 3 R / 2 )( T 2 ? T 1 ) ? ? p 外 nR ( T 2 / p 2 ? T 1 / p 1 ) 3 ( T 2 ? T 1 ) / 2 ? ? ( T 2 ? T 1 / 10 ) ， T 1 ? 273 . 2 K V 2 ? nRT 2 / p 2 ? 63 . 99 d m ? 3 W ? D U ? nC V ,m ( T 2 ? T 1 ) ? ? 5403J D H ? nC p ,m ( T