体系熵变计算

体系熵变计算1.理想气体单纯p,V,T变化21,m12lnlnpTpSnCnRTp22,m1122,m,m11lnlnlnlnVpVTVnCnRTVVpnCnCVp①.恒容过程2,m1lnVTSnCT②.恒压过程2,m1lnpTSnCT例题：汽缸中有3mol，400K的氢气，在101.325kPa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：。11,m2(H)29.1JKmolpC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：2,1300ln329.1lnJ/K40025.1J/KpmTSnCT,S329.1(300400)J/K29.1J/K300pmnCTQTT体系，实际环境环境环境25.129.1J/K4J/KSSS体系环境隔离判断：过程为自发过程﹥0③.恒温过程1221lnlnpVSnRnRpV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211110ln18.314ln19.14J/KVVSnRVV21Sln19.14J/KQVnRTV体系，实际环境环境自由膨胀：自由膨胀与恒温过程相同，因为始末态相同，状态函数不变。0隔离S此为可逆过程S理想气体恒温内能不变，功为零，故热也为零，因此。所以。0环境S19.14J/KS隔离此为自发过程④.理想气体恒温混合过程对每种气体分别用恒温过程处理：1221lnlniiiiiipVSnRnRpV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：21lniiiVSnRV222222NO11NOlnlnVVSnRnRVV22223molln2molln115molln228.75J/KNOSRRR28.75J/KSS体系隔离对隔离体系：此为自发过程⑤.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101.325kPa下绝热混合，求氢气的熵变，并判断过程进行的方向。。,2(H)29.1J/KmolpmC解：因为是绝热过程，故有热平衡：1,m221'2,m221222(H)()(H)()(300K)2(350K)333.3KppQQnCTTnCTTTTT吸放12221,m22,m2'11(H)ln(H)ln333.3333.329.1ln229.1lnJ/K3003500.563J/KppSSSTTnCnCTT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：22,m,m11lnlnpVTTSnCSnCTT，或3.相变过程相变相变相变THS例题：已知苯在101.325kPa，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/mol﹒K。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。0.4atm,80.1C,g1atm,80.1C,g1atm,80.1C,l1atm,60C,lglSSS相解：对于一些较复杂的过程可用一些示意图简示：gl12,m21ln(l)ln0.4308788.314ln1273.280.1273.260142.7lnJ/K103.4J/K273.280.1pSSSSHpTRCpTT相相相能不能进行例题：今有两个容器接触，外面用绝热外套围着，均处于压力101.325kPa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,l0.5mol,s0.8mol,s0.2mol,l66HCOH25℃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：KJSSSSSSttttCnntCnnmpmmpm/.)(..)(...)()(,,327055912299165000218184460048050固苯降温液苯凝固水升温冰熔苯总凝固液态苯水总熔化冰例题：100℃,101325Pa下1molH2O(l)气化为101325Pa的水蒸气，已知此时H2O(l)的蒸发热为40.66kJmol-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。3-11-1(δ/)/40.6610/373.2JK108.9JKBAQTQT环不可逆程度：R(/)0BASQT环21R(/)BASSSQTTHTQTQpR1KJ9.108解：1KJ9.108-S不可逆程度：3112δ37.6110JK100.8JK373.2BAQQTT环1δ(108.9100.8)JK0BAQST环337.6110J是如何得来的？例题：①1Kg，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。②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？。11,m2(HO,l)=4.184JgKpC1.306kJ/K,1.122kJ/K0.184kJ/KSSS水热源总1.306kJ/K,1.209kJ/K0.097kJ/KSSS水热源总参考答案①②