第4节：单纯pVT过程熵变素材讲课稿.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,第4节：单纯pVT过程熵变素材,恒压过程熵变的计算：,气体,pVT,过程熵变的计算,恒温过程熵变的计算：,2,等温过程的熵变,例,1,：,1mol,理想气体在等温下通过：,(1),可逆膨胀，,(2),真空膨胀，体积增加到,10,倍，分别求其熵变。,解,：（,1,）等温可逆膨胀,等温可逆可逆过程的总熵变为,0,。,P,1,V,1,T,1,V,2,10V,1,T,2,T,1,等温可逆膨胀,自由膨胀,3,熵是状态函数，始终态相同，体系熵变也相同,.,注意真空膨胀（自由膨胀）过程为,不可逆等温过程,。始末态与等温可逆过程的情况相同。所以：,等温过程的熵变,（,2,）,真空膨胀,但自由膨胀过程中，环境没有熵变，因为系统没有和环境交换热,Q,amb,=0,。所以隔离体系的熵变为：,根据熵判据,，,向真空膨胀为不可逆过程。,4,气体,pVT,过程熵变的计算,恒容过程熵变的计算：,5,气体恒压过程熵变计算,H,2,:3mol,p,1,=101.3kPa,T,1,=400K,H,2,:3mol,p,2,=101.3kPa,T,2,=300K,系统向大气放热,不是隔离系统,S,不能作判据,S,0,故过程不可逆,.,17,(3),不考虑其它气体的影响时,每种气体的状态都可认为没有变化,故状态函数,S,不变,.,3mol N,2,300K,1dm,3,2mol O,2,300K,1dm,3,3mol N,2,2mol O,2,300K,1dm,3,18,气体恒熵,+,恒容,例,10,在恒熵条件下,将,3.45mol,理想气体从,15,100kPa,压缩到,700kPa,然后保持容积不变,降温至,15,.,求过程之,Q,W,U,H,及,S,.,已知,C,p,m,=20.785 J,mol,1,K,1,.,n,=3.45mol,pg,T,1,=288.15K,p,1,=100kPa,n,=3.45mol,pg,T,3,=288.15K,V,3,=,V,2,d,S,=0,n,=3.45mol,pg,T,2,=,？,p,2,=700kPa,压缩,d,V,=0,降温,恒熵过程指绝热可逆过程,19,理想气体复杂连续过程熵变,例,11 2 mol,某理想气体,其恒容摩尔热容为,3,R,/2,由,500 K,405,2 kPa,的始态,依次经下列过程,:(1),在恒外压,202,6 kPa,下,绝热膨胀至平衡态,(2),再可逆绝热膨胀至,101,3 kPa;(3),最后恒容加热至,500 K,的终态,.,试求整个过程的,Q,W,U,H,及,S,.,求,T,2,膨胀,d,S,=0,膨胀,n,=2mol,T,1,=500K,p,1,=405.2 kPa,n,=2mol,T,3,=?,p,3,=101.3 kPa,Q,1,=0,n,=2mol,T,2,=?,p,2,=2026 kPa,n,=2mol,T,4,=500K,p,4,=?,d,V,=0,20,对整个过程，,因,T,1,=,T,4,且为理想气体的,pVT,变化,故,U,=0,H,=0;,Q,=,Q,1,+,Q,2,+,Q,3,=,Q,3,=,nC,V,m,(T,4,-,T,3,)=4.91kJ,W,=,Q,=,4,91 kJ,求,T,3,:,求,p,4,:,21,理想气体绝热不可逆,+,绝热可逆,例,12,今有,1 mol,单原子理想气体,始态压力为,1013 kPa,体积为,2,24 dm,3,.(1),经绝热向真空膨胀至体积为,22,4 dm,3,.(2),又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为,224 dm,3,.,分别求,(1),(2),两过程的,Q,W,U,H,和,S,.,设,C,V,m,=3,R,/2.,(1),因,Q,=0,W,=0,U,=,Q,+,W,=0,故,T,=0,H,=0,1mol,pg,T,1,=273K,p,1,=1013kPa,V,1,=,2,24 dm,3,1mol,pg,T,2,=,T,1,p,2,V,2,=,2,2,.4dm,3,1mol,pg,T,3,=?,p,3,V,3,=,2,24 dm,3,(1),Q,=0,(2),S,=0,22,(2),理想气体绝热可逆过程,23,课堂练习,2,、绝热恒容的容器中有一个绝热隔板，隔板将容器分成,2,部分。左边装有,1mol 300K,、,101.325kPa,的单原子理想气体,A,，右边装有,2 mol 400K,、,202.65 kPa,的双原子理想气体,B,，如果将绝热容器中的隔板抽掉，求混合过程中系统的,S,。,1,、一定量的理想气体，从状态,A,开始，经过恒温可逆膨胀,AB,恒容可逆降温过程,BC,恒温可逆压缩过程,CD,绝热可逆压缩过程,DA,等四个过程后回到起始状态,A,。请在纵轴为,T,、横轴为,S,的,T-S,图里，画出上述可逆循环过程的图形。,3,、,100kPa,下将,1mol H,2,O(l),从,20,加热到,50,，已知,(1),热源温度为,100,（,2,）热源温度为,200,；,C,p,m,(H,2,O)=75.3 J.mol,-1,.K,-1,，分别计算两种情况下系统的熵变，并比较两种加热过程的不可逆程度。,24,课堂作业（当堂上交）,第一题：,100kPa,下将,1mol H,2,O(l),从,20,加热到,50,，已知,(1),热源温度为,100,（,2,）热源温度为,200,；,C,p,m,(H,2,O)=75.3 J.mol,-1,.K,-1,，分别计算两种情况下系统的熵变，并比较两种加热过程的不可逆程度。,第二题：,绝热容器中有个绝热隔板，将容器分隔成体积相等的两部分，分别放,1mol 20,的理气,A,和,1 mol 10,的理气,B,，将隔板抽掉，求系统的,S,。已知,A,和,B,都为双原子气体。,25,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,