第二章--热力学第一定律(2).ppt

结论：（1）从同一始态出发经绝热可逆和绝热不可逆途径不能到达同一终态。即在相同的始末态之间不会有多种绝热途径。（2）绝热可逆过程作的功更多。（3）绝热过程的计算求终态温度是关键。例3、1mol理想气体从273K,1013250Pa,1L先恒温可逆膨胀至101325Pa，再恒压压缩至1L，再经恒容过程回到始态，求整个过程的Q、W、△U、△H。n=1molT1=273Kp1=1013250PaV1=1Ln=1moln=1molT2=273Kp2=101325PaV2=n=1moln=1molT3=p3=101325kPaV3=1Ln=1moln=1molT4=273Kp4=1013250PaV4=1Ln=1mol恒温可逆恒压恒容循环过程状态函数的增量为零：△U=0△H=0Q=-W=-(W1+W2+W3)∵W3=0∴Q=-(W1+W2)=-[-nRTlnp2/p1-p3(V3-V2)]=4317.2J例4、(1)298.2K时2mol的理想气体从15L恒温可逆膨胀至40L，求此过程的功；(2)若使外压保持为101.325kPa，从15L膨胀至40L，求此过程的功；(3)若气体的压强与外压均保持恒定并且相等，然后对气体加热，使体积由15L膨胀至40L，求此过程的功；解:(1)W=-nRTln(V2/V1)=-4865J(2)W=-pamb△V=-2533J(3)气体的起始压强p=330565PaW=-pamb△V=-8264Pa(4)焓本身并无明确的物理意义，只是能量的一种形式，定义焓的目的是简化(U+pV)的说法，焓是复合状态函数或辅助状态函数，是广延性质。(5)焓的绝对值无法获得，但焓变是可以确定的。在研究化学反应的热效应中比热力学能更具有实用价值。3、热容的一般定义热容是计算物质变温过程中热量传递的基础热数据，属于物质的特性之一。定义：没有相变化、化学变化，无非体积功过程，物质温度升高一度所需吸收的热。真热容平均热容比热容4、摩尔热容（1）恒容摩尔热容定义：1mol物质在恒容非体积功为零条件下仅因温度升高1K所需的热。符号：Cv,m单位：J·mol-1·K-1数学表达式：Cv,m=δQv/dT∵δQv=dUm应用：----单纯pVT变化过程△U的计算和Qv的计算适用条件：理想气体单纯pVT变化的一切过程适用条件：理想气体恒容pVT变化过程总结：不管理想气体经历什么过程，都可以用下式来计算状态变化过程中热力学能U的增量。只是在非恒容过程中内能的增量不再等于过程的热。（过程的功W≠0）(2)恒压摩尔热容定义：1mol物质在恒压非体积功为零条件下仅因温度升高1K所需的热。符号：Cp,m单位：J·mol-1·K-1数学表达式：Cp,m=δQp/dT∵δQp=dHm应用：---理想气体Qp的计算和理想气体及凝聚态物质的△H的计算适用条件：理想气体恒压pVT变化过程适用条件：理想气体单纯pVT变化的一切过程；或真实气体恒压变温过程；或纯的液、固态物质恒压或压力变化不大的变温过程。结论：不管理想气体经历什么过程，都可以用下式来计算状态变化过程中焓H的增量。只是在非恒压时系统的?H和过程热不再相等。对于凝聚态物质，过程的△U，因凝聚态系统△（pV）≈0，所以（凝聚态物质）凝聚态物质一般认为没有恒容过程！(3)标准恒压摩尔热容与温度的关系实例：正丁烷（液态）经验公式§2.5理想气体的热力学1.焦耳实验纯物质单相系统U=f(n,T,V)一定量U=f(T,V)焦尔实验：实验结果：水温未变ΔT=0焦尔实验的讨论：实验结果：水温未变dT=0,dV