第三章 热力学第二定律
3.1 卡诺热机在（1） 热机效率；
的高温热源和
的低温热源间工作。求
（2） 当向环境作功放出的热
。
时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源
解：卡诺热机的效率为
根据定义
3.5 高温热源温度，低温热源
。
。今有120 kJ的热直接从
高温热源传给低温热源，龟此过程的
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程
3.6 不同的热机中作于
的高温热源及
的低温热源之间。时，两热源的总熵变
。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热（1） 可逆热机效率
。
（2） 不可逆热机效率（3） 不可逆热机效率
。 。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义
因此，上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容
三种不同过程加热成100 ?C的水，求过程的（1） 系统与100 ?C的热源接触。
。今有1 kg，10 ?C的水经下列
。
（2） 系统先与55 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。 （3） 系统先与40 ?C，70 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同
在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此
3.8 已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为
将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)臵于1000 K的热源中，求下列过 程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的 解：在恒压的情况下
。
在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想气体
将
代替上面各式中的
，即可求得所需各量
3.9 始态为途径变化到
，，
的某双原子理想气体1 mol，经下列不同的末态。求各步骤及途径的
。
（1） 恒温可逆膨胀；
（2） 先恒容冷却至使压力降至100 kPa，再恒压加热至；
（3） 先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa，再恒压加热至。
解：（1）对理想气体恒温可逆膨胀，?U = 0，因此
（2） 先计算恒容冷却至使压力降至100 kPa，系统的温度T:
（3） 同理，先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa时系统的温度T: 根据理想气体绝热过程状态方程，
各热力学量计算如下
物理化学课后答案 第三章 热力学第二定律
