考研物化课件二律3-5 熵变的计算

§3-5熵变的计算(p148)

（一）理想气体等温过程一、等温过程熵变计算

例11mol理想气体在1dm3、298K下分别经历下列过程膨胀至10dm3，1）恒温可逆膨胀；2）自由膨胀，求体系的S。(p149例1)解：1）理想气体恒温可逆过程2）理想气体自由膨胀过程∵理想气体自由膨胀过程是等温不可逆过程∴设计恒温可逆过程求S即1）、2）过程的始态、终态相同理想气体等温膨胀或压缩过程(无论可逆与否)，体系的熵变：（或结论）（二）理想气体等温混合过程

理想气体分子之间无作用力，其它气体存在与否不会影响气体的状态，计算混合熵时，可分别计算各单组分的熵变，然后求和即为混合过程之熵变。例2A、B

理想气体等温等压混合，求混合后体系

S、S隔离?解：

∵

理想气体恒温、恒容∴

∴

结论理想气体等温等压混合过程体系熵变：等温等压？

例3如右图示，绝热容器中有一隔板，氮气、氧气视为理想气体，试求：①抽掉板后混合过程S、S隔离；②将混合气体恒温压缩至1dm3，求S；③求上述两步熵变的和。问题等温等压过程？解：①体系气体N2、O2

∵绝热恒容∴气体混合前后温度相等自发过程②③N2+O2（纯态p.g,T、V）→N2+O2(混合态p.g,T、V)状态没改变,故p、U、H、S等状态函数均不变，注意单独存在时的压力等于混合态中的分压。二、单纯变温过程恒容变温：

恒压变温：例5．气缸中3mol、400K的氢气，在101.325kPa下向300K的大气中散热，直到平衡。求氢气的S、S外、S总？已知解：三、理想气体p、V、T同时改变过程

——设计过程求熵变绝热可逆过程：

恒熵过程

例6．试给出理想气体在恒定外压下进行绝热膨胀（或压缩）过程体系熵变的计算式。解：

恒T1ΔS1恒p2ΔS2设计恒温、恒压过程，则：若设计恒温、恒容过程，则：四、相变过程熵变①等温可逆相变在相平衡条件下进行的相变化可逆相变化：

物质在其饱和蒸气压下的相变、在沸点、凝固点等条件下的相变化都可视为可逆相变化。可逆相变过程体系的熵变：

如10molH2O(l)在373.15K

、101.325kPa下汽化为H2O(g)，求S。已知该条件下汽化热②不可逆相变过程——设计过程求S例71mol过冷水在263K、101325Pa下凝固为同温同压下的冰，求此相变过程的熵变。已知273K、101325Pa为相变化的可逆条件，且condHm(273K)=-6020J·mol-1，水的Cp,m(l)=75.31J·mol-1·K-1,

冰的Cp,m(s)=37.6J·mol-1·K-1。（p20110题参考）解：S3

H3S1

H1若假设环境温度是263K，且保持不变，则自发过程1．不同温度液体混合熵例8

并知Cp,m(l)=75.31J·mol-1·K-1，求S。（p2003题参考）解：∵恒压绝热混合

∴五、非等温混合熵变∴2、不同温度理想气体混合熵变例9已知如下图示，求抽掉隔板后体系的S。

解：体系：箱内全部气体过程：绝热恒容且∴①求出绝热混合后体系的温度T2∴②O2、N2

混合前后p、V、T都发生了改变，

需设计过程求对O2气：恒温T1恒容V2