第章 热力学第一定律.pptVIP

物理化学电子教案 1.4 焓 （enthalpy） 2. ΔH与Qp 讨论： 3. ΔU与 QV 例 1.5 热容(heat capacity） 2.比热容： 二. 等压热容Cp 、等容热容Cv 三. 热容与温度的关系： 讨论 例 四. 理想气体的Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 作业 P19：习题14 P21：习题17 P23：习题19 P25：习题24 P26: 习题26 1.6 绝热过程（addiabatic process) 2. 绝热过程方程式的推导 绝热过程方程式 4.绝热功的求算 例 解: (2) 绝热可逆膨胀： (3) 不可逆绝热膨胀： 作业 P30：习题29 （2）绝热状态变化过程的功 因为计算过程中未引入其它限制条件，所以该公式适用于定组成封闭体系的一般绝热过程，不一定是理想气体，也不一定是可逆过程。 设在273.15 K和1013.25 kPa的压力下，10.00 dm3理想气体。经历下列几种不同过程膨胀到最后压力为101.325 kPa： (1)等温可逆膨胀； (2)绝热可逆膨胀； (3)在恒外压101.325 kPa下绝热膨胀(不可逆绝热膨胀)。 计算各过程气体最后的体积、所做的功以及ΔU和ΔH值。假定CV,,m=1.5R , 且与温度无关。 气体物质的量：n = PV/RT = 4.461 mol (1) 可逆等温膨胀： 最后的体积V2=P1V1/P2 =100.0 dm3 因理想气体，等温过程的ΔU1=0。 W1 = - nRTln(V2 /V1) = - 4.461×8.314×10-3×273.15×2.303 lg 10.00 = -23.33 kJ Q1 = -W1 = 23.33 kJ 因理想气体等温过程，故ΔH1=0。 因为 γ=Cp,m/CV ，m=5/3 ， 因为 P1V1? = P2V2? 所以 V2 = (p1/p2)1/γV1 =103/5×10.00=39.81(dm3) 从p2V2=nRT2可得终态温度：T2=108.7 K 在绝热过程中 W2 = ΔU2= nCV,m(T2-T1)=-9.152 kJ ΔH2 = nCp,m(T2-T1) =ΔU2+(p2V2-p1V1) = -15.25 kJ ？ 将外压骤减至101.325 kPa，气体反抗此压力作绝热膨胀。首先求出系统终态的温度。 因为绝热， 所以 W3=ΔU= nCV,m(T2-T1) 同时，对于恒外压过程 W3=- p2(V2-V1) 联系上面两式，得： nCV,m(T2-T1)= -p2(nRT2/P2 – nRT1/P1) 解得： T2=174.8 K 所以 W3=nCV,m(T2-T1)=-5.474 kJ ； ΔU3=W3=-5.474 kJ ； ΔH3=nCp,m(T2-T1)=-9.124 kJ 上一内容 回主目录 ?返回 下一内容 成都信息工程学院资源学院 成都信息工程学院资源学院环境工程教研室/ 1.焓的定义式： H = U + pV 对于微小的变化 dH=dU+d(pV) =dU+Vdp+pdV 对于有限的变化 ΔH=ΔU+Δ(pV) 因为在等压、不作非膨胀功的条件下，焓变等于等压热效应。QP 、 QV 容易测定，从而可求其它热力学函数的变化值。 为什么要定义焓？ （2）焓不是能量 虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律。 （1）焓是状态函数 定义式中焓由状态函数组成; 是容量性质；绝对值无法测量。 注意： （3） H的单位 J或 kJ 。 将热力学第一定律数学表达式dU =?Q +?W代入得： dH = ?Q +?W ＋Vdp+pdV 若 dp=0 ，且?W ＝ -pdV 上式可以简化为： dH = ? QP 对于等压无其它功的有限变化过程， 则 ΔH=Qp 因为：dH=dU+d(pV) =dU+Vdp+pdV 物理意义：在等压无其它功过程中，系统所吸收的热Qp，全部用于使系统的焓值增加。 dH = ? QP ΔH=Qp 公式使用的条件：热力学平衡态、封闭系统、等压只有体积功(无其它功) (2).在等温、等压相变过程中: