熱力學第二定律作業1有5mol He(g)，可看作理想氣體，已知其，從始態273K，100kPa，變到終態298K，1000kPa，計算該過程的熵變。 解：2有2mol理想氣體，從始態300K，20dm3，經下列不同過程等溫膨脹至50dm3，計算各過程的， ，和的值。(1) 可逆膨脹；(2) 真空膨脹；(3) 對抗恒外壓100kPa。解：(1)可逆膨脹， (2) 真空膨脹 ， 同(1)， (3) 對抗恒外壓100kPa。由于始態終態同(1)一致,所以， ，同(1)。 ， 31mol N2(g)可看作理想氣體，從始態298K，100kPa，經如下兩個等溫過程，分別到達終態壓力為600kPa，分別求過程的， ，和的值。(1) 等溫可逆壓縮；(2) 等外壓為600kPa時的壓縮。解：(1) 等溫可逆壓縮， (2) 等外壓為600kPa時的壓縮，由于始態終態同(1)一致,所以， ，同(1)。 4將1mol雙原子理想氣體從始態298K，100kPa，絕熱可逆壓縮到體積為5dm3，試求終態的溫度、壓力和過程的，和的值。 解： 5將1mol苯C6H6(l)在正常沸點353K和101.3kPa壓力下，向真空蒸發為同溫、同壓的蒸氣，已知在該條件下，苯的摩爾汽化焓為，設氣體為理想氣體。試求(1) 該過程的和 ；(2) 苯的摩爾汽化熵和摩爾汽化Gibbs自由能 ;(3) 環境的熵變 ；(4) 根據計算結果，判斷上述過程的可逆性。 解：設計可逆過程p外0 (I)C6H6(g)353K C6H6(l)353K 可逆(II)(1) W=0(2) (3) (4) 6某一化學反應若在等溫等壓下(298.15K,)進行，反應進度為1 mol時，放熱40.0kJ，若使該反應通過可逆電池來完成，則吸熱4.0 kJ。(1)計算該化學反應的；(2)當該反應自發進行時(即不作電功時)，求環境的熵變及總熵變；(3)計算體系可能做的最大功為若干？解：(1) (2) (3) 71mol單原子理想氣體始態為273K，分別經歷下列可逆變化：(a)恒溫下壓力加倍(b)恒壓下體積加倍(c)恒容下壓力加倍(d)絕熱可逆膨脹至壓力減少一半。(e)絕熱不可逆反抗恒外壓0.5膨脹至平衡。試計算上述各過程的、。(已知273K，下改氣體的摩爾熵為100)解：(a)恒溫下壓力加倍或(b) 恒壓下體積加倍 ，當時， 或(c) 恒容下壓力加倍，當時， (d) 絕熱可逆膨脹至壓力減少一半 (e) 絕熱不可逆反抗恒外壓0.5膨脹至平衡 絕熱不可逆過程中不可用絕熱可逆過程方程，現利用下述方法求終態溫度。 理想氣體的絕熱不可逆過程的熵變計算可使用狀態I到狀態II的普遍熵變公式：8在298K和100kPa壓力下，已知C(金剛石)和C(石墨)的摩爾熵、摩爾燃燒焓和密度分別為： 物質 C(金剛石) 2.45 -395.40 3513 C(石墨) 5.71 -393.51 2260 試求：(1) 在298K和100kPa下，C(石墨) C(金剛石)的 ；(2) 在298K和100kPa 時，哪個更穩定？(3)增加壓力能否使不穩定晶體向穩定晶體轉變？如有可能，至少要加多大的壓力，才能實現這種轉化？ 解：(1) C(石墨) C(金剛石) (2) 在298K和100kPa下，說明在此條件下反應不能右向進行，即石墨不能變為金剛石，故此時石墨穩定。 (3)加壓有利于反應朝著體積縮小的方向進行。金剛石