热力学第一第二定律复习.pptVIP

* 热力学第一定律 一、基本概念 系统与环境，状态与状态函数，平衡态， 过程函数(Q，W)，可逆过程， 隔离系统，封闭系统，敞开系统， 广延性质(V，U，H，S，A，G)， 强度性质(T，p)， 功，热，内能，焓，热容， 标准态定义， 标准摩尔反应焓， 标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓 二、重要公式 1. 体积功：δW= -p外dV 2. 热力学第一定律：d U = δ Q+ δ W ， △U =Q +W 3．焓的定义： H=U + pV 4．热容：定容摩尔热容 CV,m = δ Q V /dT = (? Um/? T )V 定压摩尔热容 Cp,m = δ Q p /dT = (? Hm/? T )P 理想气体：Cp,m- CV,m=R 凝聚态：Cp，m- CV,m≈0 单原子气体CV,m =3R/2，Cp,m= CV,m+R=5R/2 双原子气体CV,m =5R/2，Cp,m= CV,m+R=7R/2 标准摩尔反应焓：由标准生成焓D fHBq 或标准燃烧 焓D c HBq 计算 D rHmq = S vB D fHBq = -S vB D c HBq 6. 基希霍夫公式(适用于相变化和化学反应过程) D rHmq(T2)= D rHmq(T1)+ △Cp,mdT 7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式 Qp-QV = D rHm -D rUm =S vB(g)RT 8. 理想气体的绝热可逆过程方程： p1V1γ= p2V2γ ， γ=Cp，m/CV，m 三、各种过程Q、W、△ U、△ H 的计算 （1）对于气体，题目没有特别声明，一般可认为是 理想气体，如N2，O2，H2等。 恒温过程dT=0， d U=d H=0， Q= -W 任意过程，d U = n CV,m d T， d H = n Cp,m d T (3) 对于凝聚相，状态函数通常近似认为只与温度有关， 而与压力或体积无关，即 d U≈d H= n Cp,m d T (2) 真空膨胀过程p外=0，W=0，Q=D U 焦耳实验：dT=0，Q=0， W=0， D U=0，D H=0 (5) 相变过程 可逆相变：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水 在常压下的0℃ 结冰或冰溶解，100 ℃ 时的汽化或凝结等过程。 由温度T1下的相变焓计算另一温度下的相变焓T D Hmq(T2)= D Hmq(T1)+ D Cp，m dT 不可逆相变：设计成可逆相变与PVT变化， 例：水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程， 计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即  H2O(l，1 mol，-5℃ ，pq) H2O(s，1 mol，-5℃，pq) △H3 ↓△H2 ↑△H4 H2O(l，1 mol， 0℃，pq ） H2O(s，1 mol，0℃，pq) △H1 （6）化学反应： 标准反应焓ΔrHmθ的计算 由298.15K时的标准摩尔生成焓 或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓， ΔrHmθ＝ ∑vB ΔfHmθ (B) ＝－∑vBΔcHmθ (B) 利用基希霍夫公式计算另一温度T时的标准反应焓。 注意：反应焓、生成焓和燃烧焓之间联系 例如 H2O(l)的生成焓与H2的燃烧焓， CO2 的生成焓与C(石墨)的燃烧焓数值等同。 热力学第二定律 一、重要概念 卡诺循环，热机效率，热力学第二定律,克劳修斯不等式 熵，规定熵，标准熵，标准摩尔反应熵，亥姆霍兹函数 ，吉布斯函数 二、主要公式与定义式 可逆热机效率：η = -W / Q1 =(Q1+Q2)/ Q1 = 1 - T2 / T1 (T2 , T1 分别为低温，高温热源) 2．卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0 Q1 / T1 + Q2 / T2 ≤0 不可逆 可逆 克劳修斯 不等式