思考题和习题解答 解:W T 4.某系统与环境的温度均为300K,设系统经历了一个恒温不可逆 过程,从状态A变化到状态B,对环境做功,W=-4KJ。已知该过程的 不可逆程度为∫,dQn/T)-JdQ/)=20JK-试计算欲使系统复 环境至少需做多少功。 BaOr [ BdOR Or 2 OR-g(AU-WR)-( wa +h 20J- K WR=-W+6kJ=(4+6)kJ=10k 即环境至少需作功10kJ。 5.10A的电流通过一个109的电阻,时间为10s,此电阻放在流 动的水中而保持在10℃。假设水的数量很大,水温也保持在10℃。求 这个电阻的熵变及水的熵变。 解:电阻 水=g=fF 10+273.15 K=3532JK-1 6.10A的电流通过一个109的电阻,时间为1s,此电阻被绝热的 物质包住。电阻的初始温度为10℃,质量为10g,比热容为1JK-g-, 求电阻的熵变及绝热物质的熵变 解:电阻△7=x2102×10×1 =100K l×10 1×10×ln 110+273.15 JK-1=302J.K-1 10+273.15 绝热物质△S=0·44· 思考题和习题解答 解： ( ) 333.4 1000 J = 30.51 10 J = 30.51kJ 0 273.15 25 0 3 R 2 1 2 R 2 × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × + − = ′ − ′ = Q T T T W 4. 某系统与环境的温度均为300 K ，设系统经历了一个恒温不可逆 过程，从状态 A 变化到状态 B，对环境做功，W = −4 kJ。已知该过程的 不可逆程度为 1 (d R / ) (d / ) 20 J K − − − − = ⋅ ∫ ∫ B A B A Q T Q T环 。试计算欲使系统复 原，环境至少需做多少功。 解： R 1 R R R R R 20 J K d d ( ) ( ) − − − = ⋅ − + = Δ − − Δ − = − − = − = ∫ ∫ T W W T U W U W T Q Q T Q T Q T Q T Q B A B A 环 环 ( ) 20 300 J = 6 kJ −WR +W = × 6 kJ = ( ) 4 + 6 kJ = 10 kJ −WR = −W + 即环境至少需作功10 kJ 。 5. 10 A 的电流通过一个10Ω 的电阻，时间为10 s，此电阻放在流 动的水中而保持在 10℃。假设水的数量很大，水温也保持在 10℃。求 这个电阻的熵变及水的熵变。 解：电阻 ΔS = 0 水 ΔS Q T I R T == = × × + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅= ⋅ R − − JK JK 2 2 1 1 10 10 10 10 27315 35 32 τ . . 6. 10 A 的电流通过一个10Ω 的电阻，时间为1 s ，此电阻被绝热的 物质包住。电阻的初始温度为 10℃，质量为10 g，比热容为1 1 1 JK g ⋅ ⋅ − − ， 求电阻的熵变及绝热物质的熵变。 解：电阻 K =100 K 1 10 10 10 1 2 2 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ × × × Δ = = cm I R T τ 1 1 1 2 J K = 3.02 J K 10 273.15 110 273.15 1 10 ln ln − − ⎟ ⋅ ⋅ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + = × × Δ = T T S cm 绝热物质 ΔS = 0