第2章热力学定律和热力学基本方程 习题解答 1.27℃时,5 moI Nh3(g)由5dm3恒温可逆膨胀至50dm3,试计算 体积功。假设NH3(g)服从范德华方程。 解:由表1-6查得,NH3(g)的a=0423Pam°mol2, b=00371×10-3m3mol-l。对于1 mol nh3(g) a rain m,2m,1 831487+2731500071 -0.423× 103}J 605)6/5) -5446J.mol- 对于5 moI nh3(g) Wg=5×(-544)J=-2723×103J=-2723kJ 2.某一热机的低温热源温度为40℃,若高温热源温度为:(1)100 ℃(101325Pa下水的沸点):(2)265℃(SMPa下水的沸点);试分别计算 卡诺循环的热机效率。 71-72100-40 解:(1)h 06l=16.1% T100+27315 265-40 (2)k= =0418=418% 265+273.15 3.某电冰箱内的温度为0℃,室温为25℃,今欲使1000g温度为0 ℃的水变成冰,问最少需做功多少?已知0℃时冰的熔化焓为 3334Jg-c第 2 章 热力学定律和热力学基本方程 习 题 解 答 1. 27℃时，5 mol NH (g) 3 由5 dm3 恒温可逆膨胀至50 dm3 ，试计算 体积功。假设NH (g) 3 服从范德华方程。 解：由表 1–6 查得，NH (g) 3 的a = ⋅ ⋅ − 0 423 2 . Pa m mol 6 ， b =× ⋅ − − 0 0371 10 3 1 . m mol 3 。对于1 mol NH (g) 3 2 m m m R m d d m,2 m,1 m,2 m,1 V V a V b RT W p V V V V ∫V ∫ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − = − = − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − − − = − m,1 m,2 m,1 m,2 1 1 ln V V a V b V b RT ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 3 = 5446 J mol 10 J 5 / 5 1 50/5 1 0.423 5 / 5 0.0371 50/5 0.0371 8.3145 27 273.15 ln − − ⋅ ⎭ ⎬ ⎫ ×⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − × − ⎩ ⎨ ⎧ − − = − × + × 对于5 mol NH (g) 3 5 ( 5446)J = 27.23 10 J = 27.23 kJ 3 WR = × − − × − 2. 某一热机的低温热源温度为 40℃，若高温热源温度为：(1) 100 ℃(101325 Pa 下水的沸点)；(2) 265℃(5 MPa 下水的沸点)；试分别计算 卡诺循环的热机效率。 解：(1) ηR = − = − + = = T T T 1 2 1 100 40 100 27315 0161 161 . . . ％ (2) ηR = − + = = 265 40 265 27315 0 418 418 . . . ％ 3. 某电冰箱内的温度为 0℃，室温为 25℃，今欲使 1000g 温度为 0 ℃的水变成冰，问最少需做功多少？已知 0℃时冰的熔化焓为 3334 1 . Jg⋅ −