-----第三章热力学第二定律卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求3.1（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：）（1；热机效率）（2当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1)由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求；）热机效率（1（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
1--------解：（1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机W r效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证：（反证法）设η>ηrir吸热，向低温热源不可逆热机从高温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即2--------总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
，低温热源温度．5 高温热源温度3的热直接从高温热源传给120KJ，今有。
低温热源，求此过程解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程的低温热源之间。
求下列三种不同的热机中作于的高温热源及3.6。
时，两热源的总熵变情况下，当热机从高温热源吸热）（1。
可逆热机效率）2（。
不可逆热机效率）3（。
不可逆热机效率，根据热机效率的定义解：设热机向低温热源放热。
因此，上面三种过程的总熵变分别为已知水的比定压热容3.7℃的水经下列三种不同过程加。
今有1 kg，10。
热成100℃的水，求过程的（℃的热源接触。
）系统与 1 1002（）系统先与100 55℃的热源接触至热平衡，再与℃的热源接触。
℃的热源接触。
℃的热源接触至热平衡，再与℃，）系统先与3（40 70 100解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此3--------3.8）的摩尔定压热容与温度的函数关系为, gN已知氮（2）经1000 K 的N (g)置于的热源中，求下列过程（1 1 mol 100 kPa 300 K将始态为，下2）经恒容过程达到平衡态时的恒压过程；（2。
）在恒压的情况下解：（14--------）在恒容情况下，将氮（（2）看作理想气体N, g2代替上面各式中的将，即可求得所需各量的某双原子理想气体始态为3.9，，经下列不同途径变化到1 mol。
，的末态。
求各步骤及途径的恒温可逆膨胀；（1），再恒压加热至100 kPa；2（）先恒容冷却至使压力降至。
先绝热可逆膨胀到使压力降至（3）100 kPa ，再恒压加热至）对理想气体恒温可逆膨胀，解：（1，因此U△= 0T:）先计算恒容冷却至使压力降至（2，系统的温度100 kPaT时系统的温度100 kPa（3）同理，先绝热可逆膨胀到使压力降至:根据理想气体绝热过程状态方程，5--------各热力学量计算如下。
1mol 3.10 理想气体在T=300K 下，从始态100KPa 到下列各过程，求及；可逆膨胀到压力1）50Kpa（，不可逆膨胀至平衡态；反抗恒定外压50Kpa （2）倍）（3向真空自由膨胀至原体积的 2某双原子理想气体从3．11 始态，经不同过程变化到下述状态，求各过程的变化过程解：）为1过程（）1（PVT6--------（2）（3）3，再恒压加热至体400 K，先恒容加热至，2 mol 双原子理想气体从始态300 K 50 dm2.123。
100 dm，求整个过程的积增大到解：过程图示如下先求出末态的温度因此，7--------，再恒温可50KPa 750K 13 4mol 3．单原子理想气体从始态，150KPa，先恒容冷却使压力降至，求整个过程的逆压缩至100KPa解：(a)(b)8--------，双原子理想气体从始态3mol ，先恒温可逆压缩使体积缩小至3.14。
及再恒压加热至，求整个过程的解：(a)(b)9--------3.15 5 mol 单原子理想气体，从始态300 K，50 kPa 先绝热可逆压缩至100 kPa，再恒压冷却至3。
及△S U，△H 85dm的末态。
求整个过程的Q，W ，△体积为3.16 始态300K，1MPa 的单原子理想气体2mol，反抗0.2MPa 的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态。
求过程的10--------解：的理想气体混合物共3.17组成为与双原子气体B A 的单原子气体10 mol ，，绝热可逆压缩至从始态的平衡态。
求过程的。
解：过程图示如下混合理想气体的绝热可逆状态方程推导如下11--------容易得到，B与双原子气体A单原子气体 3.188 的理想气体混合物共mol组成为，始。
今绝热反抗恒定外压不可逆膨胀至末态体积态的平衡。
态。
求过程的解：过程图示如下12--------先确定末态温度，绝热过程，因此3.19常压下将100 g，27℃的水与200 g，72℃的水在绝热容器中混合，求最终水温t 及过程的熵变。
已知水的比定压热容解：3．20 将温度均为300K，压力均为100KPa 的100的的恒温恒和，假设压混合。
求过程均可认为是理想气体。
解：13--------3.21绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为2mol 的200K，的单原子理想气体A，另一侧为3mol 的400K，100的双原子理想气体B。
今将容器中的绝热隔板撤去，。
气体 A 与气体 B 混合达到平衡态，求过程的解：ABn=2+3(mol)n=3moln=2molT=?T=400KT=200KV=V=V=∵绝热恒容混合过程，Q=0,W =0 ∴△U=0－））＋－T(Cn(TnC200400 =0 2 B V ,m AV ,m2AB53－－( ( ）＋）××32400 =0R TRT2002222T = 342.86K2注：对理想气体，一种组分的存在不影响另外组分。
即A 和 B 的末态体积均为容器的体积。
3绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，3.22 200 K 50 dm，内有隔板两侧均为N(g)。
一侧容积23的N(g) 2 mol；另一侧容积为75 dm, 内有500 K 的N(g) 4 mol；N(g)可认为理想气体。
今222将容器中的绝热隔板撤去，使系统达到平衡态。
求过程的。
解：过程图示如下14--------同上题，末态温度T 确定如下经过第一步变化，两部分的体积和为即，除了隔板外，状态2 与末态相同，因此注意21 与22 题的比较。
3.23 甲醇（）在101.325KPa下的沸点（正常沸点）为，在此条件下的摩尔蒸发焓，求在上述温度、压力条件下，1Kg 液态甲醇全部成为甲醇。
蒸汽时解：15--------3.24 常压下冰的熔点为0℃，比熔化焓，水的比定压热熔。
在一绝热容器中有 1 kg，25℃的水，现向容器中加入0.5 kg，0℃的冰，这是系统的始态。
求系统达到平衡后，过程的。
解：过程图示如下将过程看作恒压绝热过程。
由于1 kg ，25℃的水降温至0℃为只能导致克冰融化，因此3．25常压下冰的熔点是，比熔化焓，水的比定压热熔的水及0.5kg，系统的始态为一绝热容器中1kg，的冰，求系统达到平衡态后，过程的熵。
解：16--------3.27已知常压下冰的熔点为0℃，摩尔熔化焓，苯的熔点为 5.51℃，摩尔熔化焓。
液态水和固态苯的摩尔定压热容分别为。
今有两个用绝热层包围的容器，及一容器中为0℃的8 mol HO(s)与 2 mol HO(l) 成平衡，另一容器中为 5.510℃的 5 mol C H (l)626217--------与5 mol CH (s)成平衡。
现将两容器接触，去掉两容器间的绝热层，使两容器达到新的平衡66态。
求过程的。
解：粗略估算表明，5 mol CH (l) 完全凝固将使8 mol HO(s)完全熔化，因此，过程图示如266下总的过程为恒压绝热过程，，3的恒容密闭的真空容器中，的小玻璃瓶放入容积为10 dm H将装有0.1 mol 乙醚(C)O(l) 3.28 225已知在此条件下下乙醚的沸点。
℃的恒温槽中恒温。
35.51℃为在101.325 kPa 并在35.51乙醚的摩尔蒸发焓。
今将小玻璃瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。
求（1）乙醚蒸气的压力；（2）过程的。
18--------解：将乙醚蒸气看作理想气体，由于恒温各状态函数的变化计算如下△H＝△H＋△H21△S＝△S＋△S21忽略液态乙醚的体积19--------3成气液平衡。
已知2 mol H 的密闭容器中共有O3.30.容积为20 dm℃℃，100802下水的饱和蒸气压分别为℃水的摩尔蒸发焓及，25；水和水蒸气在25 ~ 100 ℃间的平均定压摩尔热容分别为和。
今将系统从80℃的平。
衡态恒容加热到100℃。
求过程的解：先估算100 ℃时，系统中是否存在液态水。
设终态只存在水蒸气，其物质量为n, 则20--------显然，只有一部分水蒸发，末态仍为气液平衡。
因此有以下过程：设立如下途径第一步和第四步为可逆相变，第二步为液态水的恒温变压，第三步为液态水的恒压变温。
先:℃时水的摩尔蒸发热℃和求80 10021--------3.31.O (g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为2已知25 ℃下O(g)的标准摩尔熵。
求O(g)在100℃，50 kPa22下的摩尔规定熵值。
解：由公式3.32.若参加化学反应的各物质的摩尔定压热容可表示为试推导化学反应的标准摩尔反应熵与温度T的函数关系式，并说明积分常数如何确定。
解：对于标准摩尔反应熵，有22--------式中℃时液态水的标准摩尔生成吉布斯函3.33.已知25，水℃时的饱和蒸气压在25℃时水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数。
求25解：恒温下23--------及装与小玻璃瓶℃的恒温槽中有一带有活塞的导热圆筒，筒中为1002 mol N 3.34.2(g)。
环境的压力即系统的压力维持中的3 mol H2不变。
今将小玻璃瓶打碎，液态120 kPaO(l)。
水蒸发至平衡态。
求过程的℃时的饱和蒸气压为100已知：水在的摩尔蒸发焓，在此条件下水。
24--------℃水的饱和蒸气压为3.35.已知100，此条件下水的摩尔蒸发焓101.325 kPa3℃恒温槽中的容积为100。
在置于的密闭容器中，有压力100 dm120kPa 的过饱和蒸气。