熵变计算示例.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,程序设计,-,*,*,*,2.5,熵变的计算及其应用,一,.,判据,0,自发过程,=0,可逆过程,0,不可能发生的过程,二,.,环境熵变,三,.,体系熵变,1.,理想气体单纯,p,V,T,变化,.,恒容过程,.,恒压过程,例题,：,汽缸中有,3mol,，,400K,的氢气，在,101.325 kPa,下向,300K,的大气中散热直到平衡为止，求氢气的熵变并判断过程进行的方向。已知：,。,解：,题中所谓的到平衡是指氢气的终态温度为,300K,，恒压过程有：,判断：过程为自发过程,0,.,恒温过程,例题,：,1mol,理想气体在,298K,时恒温可逆膨胀体积为原来的,10,倍，求熵变。若在上述始末态间进行的是自由膨胀过程，求熵变。并判断过程进行的方向。,解：,恒温过程有,自由膨胀：,自由膨胀与恒温过程相同，因为始末态相同，状态函数 不变。,此为可逆过程,理想气体恒温内能不变，功为零，故热也为零，因此 。所以 。,此为自发过程,.,理想气体恒温混合过程,对每种气体分别用恒温过程处理：,3mol,氮气,2mol,氧气,例题,：一,300K,绝热容器中有一隔板，两边均为理想气体，抽去隔板后求混合过程的熵变，并判断过程的可逆性。,解：,对隔离体系：,此为自发过程,.,传热过程,根据传热条件（恒压或恒容）计算传热引起的熵变，若有体积或压力变化，则加上这部分的熵变。,例题,：,1mol,，,300K,的氢气，与,2mol,，,350K,的氢气在,101.325 kPa,下绝热混合，求氢气的熵变，并判断过程进行的方向。,。,解：,因为是绝热过程，故有热平衡：,此为自发过程？,2.,凝聚体系,由于凝聚体系特有的不可压缩性，只考虑温度对熵变的影响：,3.,相变过程,例题：,已知苯在,101.325 kPa,，,80.1,时沸腾，其汽化热为,30878J/mol,。液态苯的平均恒压摩尔热容为,142.7J/molK,。将,1mol,，,0.4atm,的苯蒸汽在恒温,80.1,下压缩至,1atm,，然后凝结为液态苯，并将液态苯冷却到,60,，求整个过程的熵变。设苯蒸汽为理想气体。,解：,对于一些较复杂的过程可用一些示意图简示：,能不能进行,例题：,今有两个容器接触，外面用绝热外套围着，均处于压力,101.325 kPa,下，一个容器中有,0.5mol,的液态苯与,0.5mol,的固态苯成平衡。在另一个容器中有,0.8mol,的冰与,0.2mol,的水成平衡。求两容器互相接触达到平衡后的熵变。已知常压下苯的熔点为,5,，冰的熔点为,0,。固态苯的热容为,122.59J/mol,，苯的熔化热为,9916J/mol,，冰的熔化热为,6004J/mol,。,0.5mol,l,0.5mol,s,0.2mol,l,0.8mol,s,5,0,解：,分析：冰要熔化成水且水升温，苯要凝固且固态苯降温，热平衡为：,例题：,1Kg,，,273K,的水与,373K,的恒温热源接触，当水温升至,373K,时，求水，热源熵变及总熵变。若水是先与,323K,的恒温源接触，达到平衡后再与,373K,的恒温源接触，并升温至,373K,，同样求水，热源熵变及总熵变。说明用何种方式升温既可使水升温至,373K,，又可使总熵变为零？,。,参考答案,解：,T,1,T,2,+,T,+,T,+,T,例题：,1molH,2,O(l),于,0.1MPa,下自,25,升温至,50,，求熵变和热温商，并判断可逆性。,(1),热源温度,700;(2),热源温度,100,。已知,T,+,T,T,例题：,100,101325Pa,下,1 molH,2,O(l),气化为,101325Pa,的水蒸气，已知此时,H,2,O(l),的蒸发热为,40.66,kJmol,-1,，试计算熵变和热温商，并判断过程可逆性。,(1),p,外,=101325Pa,，,(2),p,外,=0,。,不可逆程度：,解：,不可逆程度：,