第 1 题

新型与被遗忘的旧制冷剂。在模型制冷循环中对制冷剂进行热力学比较：液态制冷剂在恒定压力

p_1

、温度

T_1

下沸腾（吸热

Q

），蒸气经可逆绝热压缩升温至

T_2

（功

W

），再在恒定压力

p_2

下冷却并回到初始状态。对 1 mol 制冷剂，

T_1 = 280

K，

T_2 = 380

K，蒸气视为理想气体：

\ce{NH3}

—

\Delta H_{vap} = 21.3

kJ mol

^{-1}

，

C_V(\text{气}) = 26.7

J K

^{-1}

mol

^{-1}

；

\ce{CHF2Cl}

—

20.0

kJ mol

^{-1}

，

48.8

J K

^{-1}

mol

^{-1}

；

\ce{CF3CH2F}

—

22.1

kJ mol

^{-1}

，

79

J K

^{-1}

mol

^{-1}

；

\ce{CF3CF=CH2}

—

19.1

kJ mol

^{-1}

，

120

J K

^{-1}

mol

^{-1}

。(a) 计算

\ce{NH3}

和

\ce{CHF2Cl}

的

Q

与

W

。(b) 性能系数

COP = Q/W

，计算两种制冷剂的 COP。(c) 计算

\ce{CF3CH2F}

与

\ce{CF3CF=CH2}

的 COP——与

\ce{CHF2Cl}

相比效率提高了吗？

第 1/4 步：蒸发吸热

Q = \nu\,\Delta H_{vap}: \quad Q(\ce{NH3}) = 21.3\ \text{kJ},\quad Q(\ce{CHF2Cl}) = 20.0\ \text{kJ}

分析

1 mol 液体在 $T_1$ 完全沸腾所吸热等于摩尔蒸发热： $Q(\ce{NH3}) = 21.3$ kJ， $Q(\ce{CHF2Cl}) = 20.0$ kJ。