大学物理化学经典课件1_4_热力学第一定律.pptVIP

物理化学BI—第一章 1.4 两种过程的热 Qp、QV 1.4.1等容过程的热QV 由于ΔU 是状态函数变，那么只有体积功的等容过程的热Qv也只取决于体系的始终态。 只有体积功时，体系等容所吸的热全部用来增加体系的热力学能。 1.4.2等压过程的热 Qp 焓 （enthalpy） 定义：H = U+ pV 称为焓 焓 （enthalpy） 焓：H = U＋pV ①状态函数：对于组成不变的单相封闭体系，焓也可以表示为两个独立变量的函数　Ｈ＝ｆ（Ｔ，Ｐ），Ｈ＝ｆ（Ｔ，Ｖ），Ｈ＝ｆ（Ｐ，Ｖ），因为是状态函数，也可写成全微分，焓的循环积分等于零； ②广度性质； ③具有能量量纲，单位：J或kJ。 焓 （enthalpy） 1.5 简单变温过程热的计算 1.5.1 热容 C 1.5.1 热容 C 热容的影响因素 热容的影响因素 热容的影响因素 热容的影响因素 Cp~C V关系 一般封闭体系Cp与Cv之差 对理想气体而言： 3. 理想气体的热容 1.5.2 变温热的计算 1.5.2 变温热的计算 1.6 关于“相变”的初步讨论 1.6.2 纯物质相变的一般特点 （1）正常相变：等温等压下的可逆过程 液（或固）体的饱和蒸气压 表1-1 H2O（l）,NH3（l）和C6H6（l）的蒸气压 （2）非正常相变：等温等压下的不可逆过程 1.6.3 相变过程能量转换关系 解：正常相变 例2： 解：非正常相变 Qp = ΔH Qp=ΔH =ΔH1+ΔH2+ΔH3 设计途径： 结论：不可逆相变热不可查，需作理论处理！ Question：W=? ΔU=? 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * DU = Q+W 1.4.1 等容过程的热 QV 1.4.2 等压过程的热 Qp (封闭，等容，W ′＝0) 加和或积分： 加和或积分： 则Qp = H2-H1=ΔH，δQp = dH (封闭，等压，W′=0) 与过程无关！ ΔH = Qp的意义： 只有体积功时，一个过程的焓变等于体系在等压过程中所吸收的热量。或者说只有体积功时，体系定压所吸的热全部用来增加体系的焓。 ⑤ΔH = Qp，焓由该式引出，但是ΔH并不限于等压过程才有，因为它是状态函数，所以只要状态改变就有焓变，对于非等压过程ΔH＝ΔU＋Δ(PV)。 ⑥定义焓的目的主要是为了处理问题方便，因为大多数化学反应都是在等压条件下进行的，用焓变讨论化学反应的热效应问题就比较方便。而焓变与过程无关，只和始终态有关． ④ 焓不是能量，也不是功． 它虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律．注意：H本身没有明确的物理意义，绝对值不可知。 例：常压下，270g Al从25℃升至527℃ 需吸热多少？ 热容 （heat capacity）：使物质温度升高1℃或1K所需要的热量叫热容量，简称热容。 单位 对于只有体积功的组成不变的单相封闭体系，设体系吸热Q，温度从T1 升高到T2，则平均热容定义： 真热容： a.物质的本性和物态 显然物质不同热容量不同。比方水和苯的热容不同，同种物质不同物态时热容亦不同，例如水和水蒸气的热容不同。 b.物质的数量 1摩尔水和2摩尔水升高一度所需的热量不同，所以热容是个容量性质。 比热： 规定物质的量为1 g（或1 kg）的热容。 规定物质的量为1 mol的热容。 摩尔热容Cm： 单位为： 。 单位为： 。 c.热容与过程有关 等容热容和等压热容不同。 ① C V ---等容简单变温过程热的计算 c.热容与过程有关 等容热容和等压热容不同。 ②Cp ---等压简单变温过程热的计算 d.热容与温度有关 热容是温度的函数。 热容与温度的函数关系因物质、物态和温度区间的不同而有不同的形式。例如，气体的等压摩尔热容与T 的关系有如下经验式： 式中a,b,c,c’,..是经验常数，其值由各种物质本身的特性决定，可从热力学数据表中查找。 推导： 可以推出： 代入前式，得： 及 pV = nRT代入前式 将 得： Cp－CV = nR 或Cp，m－CV，m = R 气体的Cp恒大于Cv 单原子分子理想气体：i=3 刚性双原子分子理想气体：i=5 (a)简单变温过程（无相变和化学变化） 把热容与温度的关系式代入积分就可求出热量Q. 例1：常压下，270g Al从250C（298K）升至5270C（800K）需吸热多少？ 答案： （b）有相变的变温过程 例2：常压下，270g Al从250C（298K）升至7270C（1000K）需吸热多少？ 提示： Al熔点为