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?S?250273?12.31000273?12.3 ?24.14ln??75.40ln118.71273?20018273?10=8.206J?K?1
5.1mol水在100 oC和101.325kPa向真空蒸发，变成100 oC和101.325kPa的水蒸气，试计算此过程的?S体系、?S环境、?S总，并判断此过程是否自发。 解：1mol 1mol
??100oC 100C ????o
p环?0?S,?S环，?S总101.325kPa 101.325kPa
H2O (l) H2O(g)
?H40.64?103?S???109J?K?1
T373?S环??Q??U??pV???H????100.7J?K?1 T环T环T环?S总??S??S环=8.3J?K?1>0
该过程自发进行。
6.试计算-10oC和101.325kPa下，1mol水凝结成这一过程的?S体系、?S环境和
?S总，并判断此过程是否为自发过程。
-10oC -10oC
101.325kPa ?S 101.325kPa 1mol 1mol
H2O (l) H2O(s)
?S1 ?S3
0oC 0oC 101.325kPa 101.325kPa 1mol 1mol
H2O
(l) ?S2 H2O (s)
解：?S1?nCp.m.H2O?1?ln精品文档
273?2.81J?K?1?mol?1 263精品文档
?S2??H?6025???22.07J?K?1?mol?1 T273263?S3?nCp.m.H2O?s?ln??1.40J?K?1?mol?1
273?S??S1??S2??S3??20.66J?K?1
?H1?nCp.m.H2O?1??273?263??754.0J?mol?1
?H2??6025J?mol?1
?H3?nCp.m.H2O?S??263?273???375.1J?mol?1
?H??H1??H2??H3??5646.1J?mol?1
?S环???H5646.1??21.47J?K-1 T环263?S总??S??S环?0.82J?K?1?0
该过程可以自发进行。
7.有一物系如图所示，将隔板抽去，求平衡后?S。设气体的均是28.03J?K?1?mol?1。
1mol氧气 1mol氢气 10oC，V 20oC,V
解：设混合后温度为toC
1?Cp.m?t?10??1?Cp.m?t?20??0t?15oC?SO2?nCv.mlnT2V273?152V?nRln2?1??28.03?8.31?ln?nRln?6.11J?K?1?mol?1T1V273?10VT2V273?152V?nRln2?1??28.03?8.31?ln?1?8.31ln?5.42J?K?1?mol?1T1V1273?10V?Sn2?nCV.mln?S??SO2??SH2?11.53J?K?1?mol?18.在温度为25oC的室内有一冰箱，冰箱内的温度为0oC。试问欲使1kg水结成冰，至少须做功若干？此冰箱对环境放热若干？已知冰的熔化热为334.7J?g?1. 解：可逆热机效率最大
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??Q1T1273.2???10.928?WT2?T1298.2?273.2Q1?334.7?1000?30.63kJ?10.928Q2?Q1?W?334.7?30.63?365.3kJ?W?
9.有一大恒温槽，其温度为96.9oC，室温为26.9oC，经过相当时间后，有4184J的热因恒温绝热不良而传给室内空气，试求： （1） 恒温槽的熵变; （2） 空气的熵变；
（3） 试问此过程是否可逆。
Q?4184J?S槽????11.31J?K?1T273?96.9?Q4184??13.95J?K?1 解：?S空?T环273?26.9?S总??S槽??S空?2.64J?K?1?0该过程自发进行。
10.1mol甲苯在其沸点
383.2K时蒸发为气，求该过程的
Q,W,?U,?H,?S,?G和?F,已知该温度下甲苯的汽化热为362kJ?kg?1。 1mol 1mol
甲苯（l） 甲苯（s） 101.325kPa 101.325kPa 383.2K 383.2K
解：
Q??H?362?931000?U??H?p?V?33.7?1?8.314?382.2?10?3?30.5kJ?H33.7?10383.23?33.7kJW?Q??U?3.2kJ?S?T?G?0??87.9J?K?1
?A??3.2KJ??A??WR?
11.1molO2于298.2K时：(1)由101.3kPa等温可逆压缩到608.0kPa，求Q,W,?U,?H,?A,?G,?S和?S孤;(2)若自始至终用608.0 kPa的外压，等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化。 解：(1)
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W?nRTlnp1101.3?1?8.314?298.2?ln??4443Jp2608.0?U?0,?H?0Q?W??4443JQ?4443?S????14.9J?K?1?mol?1T298.2?G??A??T?S?4443J
(2)
?1?8.314?298.21?8.314?298.2??W?p环?V=608?103?????12396J 33101.3?10?608.2?10?Q=W=-12396J
?U,?H,?S,?A,?G与(1)相同。
12. 25oC,1mol氧气从101.325Pa绝热可逆压缩到6?101325Pa,求Q,W,?U,?H.?G,?S。已知25 oC氧的规定熵为205.3J?K?1?mol?1。（设氧为双
77R,??） 25解：绝热可逆过程，Q=0,?S?0
1???7RCp.m?p1??T2?2?1.4 ?????,????p??T?5RCV.m?2??1?2原子理想气体，Cp.m?????T2?497.3K
5W???U??nCV.m?T2?T1????8.314??298.2?497.3???4140J27?H?nCp.m?T2?T1??1??8.314??497.3?298.2??5794J 2?G??H?S?T?5794?205.03??497.3?298.2???35056J13.0oC,1Mpa,10dm3的单原子理想气体，绝热膨胀至0.1 Mpa，计算Q,W,?U,?H,?S。(a)p外?p；(b)p外?0.1MPa;(c)p外?0。（单原子分子理想气体，CV.m?35R,??） 23解：(a) p外?p的绝热过程为可逆过程。
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113?p1??1??V2??V??p?1?0.1??10?39.8???2?p1V11?106?10?10?3n???4.403molRT18.314?273.2?p2V20.1?106?39.8?10?3T2???108.7KnR4.403?8.314QR?03WR??U?nCV.m?T2?T1??4.403??8.314??108.7?273.2???903325?H?nCp.m?T2?T1??4.403??8.314??108.7?273.2???15.06?103J2?S?0(b)是不可逆过程
?U??W,nCV.m?T2?T1???p外?V2?V1??T2T1?3nR?T2?T1???p外nR?????2?p2p1?TT?T?3??T2?T1???0.1??2?1????T2?1?210??0.11??T1?273.2K,则T2?174.8KV2?nRT24.403?8.3145?174.8??63.99dm36p20.1?10
3?W??U?nCV.m?T2?T1??4.403??8.314?174.8?273.2???5043J25?H?nCp.m?T2?T1??4.403??8.3145?174.8?273.2???9006J2TV?S?nCV.mln2?nRln2T1V15174.863.99?4.403??8.3145ln?4.403?8.3145ln?43.43J?K?12273.210
(c)Q=0,W=0,?U?0,?H?0
?S?nCp.mlnT2pp?nRln1?nRln1?84.29J?K?1 T1p2p214.在25 oC，101.325kPa下，1mol过冷水蒸气变为25 oC，101.325kPa的液态水，
求此过程的?S及?G。已知25 oC水的饱和蒸气压为3.1674kPa,汽化热为2217kJ?kg?1。上述过程能否自发进行？
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