热力学第二定律习题(2)

2.理想气体在恒外压下做绝热膨胀至终态压力等于外压。求什么外压条件下终态的温度降得最低，写出表达式；求什么外压条件下气体对外做功W最大，写出W的极限值.

3.现有三种不同液体A,B,C,温度为50℃,40℃,30℃。在相同压力条件下，若将A与B混合终态温度为44℃，若将A与C混合终态温度为38℃，求将B与C混合终态温度为多少？（设混合过程热损失为零）

4. 水在180℃下的饱和蒸气压为1000.2KPa。试求生产180℃饱和蒸气的锅炉中注入水温为20℃时，每生产1Kg饱和蒸气所需的热。水的平均摩尔热容为

水蒸气的摩尔热容为CP，m（H2O，g）

=[29.16+14.49ⅹ10(T/K)-2.022ⅹ10(T/K)2]J/Kmol,△vapHm(100℃)=40.6KJ/mol

-3

-6

5．1molH2与过量50℅的空气混合物的始态为25℃，101.325KPa,若该混合气体于恒容器中发生爆炸,设所有气体均知

25℃时△fH

。

=-241.82KJ/mol,

6. 分别计算(1)将1mol理想气体从p1=101.325kPa，V1=22.4dm无摩擦且缓慢压缩到

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p2=1013.25kPa,V2=22.4dm;(2)将1mol范德华气体从p1=101.325kPa,V1=22.4dm无摩擦且

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缓慢压缩到p2=40530kPa,V2=0.0685dm时,各需引出多少热量才能保证过程的温度在

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273K?(已知a=2.28Pa·m·mol,b=4.3ⅹ10m·mol),对于范德化气

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体,( )。解题思路:本题中Q无法直接进行计算。当Q,W或△U不能直接进

行计算时，应当想到热力学第一定律：△U=Q+W。设需引入Q的热量才能保证过程恒温在273K，则Q=△U-W。本题中无摩擦缓慢压缩即可逆过程。

7．1mol理想气体由1013.25kPa,5dm,609K恒外压101.325kPa绝热膨胀至压力等于外压，

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求终态的温度（已知CV,m= ）。

解题思路：恒外压绝热膨胀过程不是可逆过程（这是一个常见过程），因此，不能应用理想

气体的可逆绝热过程方程来求终态的温度。本题可应用热力学第一定律列方程，解未知数，从而求得终态温度。

8．有一系统如图1-3所示，绝热条件下抽去搁板使两气体混合。试求混合过程的Q，W，△U，

△H（设O2和N2均为理想气体）。

解题思路：气体的混合过程情况比较复杂，为了简化问题，可将两种气体合起来选作系统。