高等物理化學(劉壽長石秋芝主編)課后答案

物理化學答案 時間:2017-09-22 我要投稿
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  《高等物理化學》是2005年河南醫科大學出版的圖書,作者是劉壽長。以下是由陽光網小編整理關于高等物理化學(劉壽長石秋芝主編)課后答案,希望大家喜歡!

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  2.2 熱力學第二定律及其應用

  1. 有兩個可逆熱機的高溫熱源均為600K,低溫熱源分別為400K和300K。這兩個熱機分別經

  過一次循環操作后均從高溫熱源吸熱5 kJ,計算:(1)這兩個熱機的效率。(2)經一次循環操作

  后可做的功及向低溫熱源放出的熱。

  解:(1) 2 1

  1

  2 1

  600 400 33.3%

  600

  ⎛ − ⎞ −

  = ⎜ ⎟ = =

  ⎝ ⎠

  2 1

  2

  2 2

  600 300 50.0%

  600

  T T

  T

  η

  ⎛ − ⎞ −

  = ⎜ ⎟ = =

  ⎝ ⎠

  (2) ∵

  2

  W

  Q

  η

  −

  =

  ∴ 1 1 2 W = −η Q = −0.333×5kJ = −1.67kJ

  2 2 2 W = −η Q′ = −0.5×5kJ = −2.5kJ

  ∵ 1 2 1 Q +Q = −W

  ∴ 1 2 1 Q = −Q −W = (−5 +1.67)kJ = −3.33kJ

  同理1 2 2 Q′ = −Q′ −W = (−5 + 2.5)kJ = −2.5kJ

  2. 某電冰箱內的溫度為273K,室溫為298K,今欲使1 kg 273K的水變成冰,問最少需做多少

  功?此冰箱對環境放熱若干?已知273K時,冰的熔化熱為335 kJ ⋅ kg−1。

  解:可逆制冷機的制冷效率為

  1 1

  2 1

  Q T

  W T T

  β = =

  −

  2 1

  1

  1

  1 335 298 273 kJ 30.7kJ

  273

  W Q T T

  T

  − ⎛ − ⎞ = = ⎜ × × ⎟ =

  ⎝ ⎠

  2 1 Q = −Q −W = −(335 + 30.7)kJ = −365.7kJ

  3. 2mol某單原子分子理想氣體其始態為105 Pa、273K,經過一絕熱壓縮過程至終態為4 × 105

  Pa、546K。試求算ΔS ,并判斷此絕熱過程是否為可逆過程。

  解:因為是理想氣體的單純狀態變化過程,所以

  2 1

  ,m

  1 2

  ln ln p

  S nC T nR p

  T p

  Δ = +

  5

  1 1

  5

  2 8.314 2.5 ln 546 ln 10 J K 5.76J K

  273 4 10

  − − ⎛ ⎞

  = × ×⎜ × + ⎟ ⋅ = ⋅ ⎝ × ⎠

  因為該絕熱過程的ΔS > 0,所以此絕熱過程是不可逆過程。

  4. 有一帶隔板的絕熱恒容箱,在隔板兩側分別充以不同溫

  度的H2和O2,且1 2 V =V (如右圖所示)。若將隔板抽去,試


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