2-04摩尔热容205相变化过程.pptVIP

例 例 例 例 * * §2.4 摩尔热容 热 显热(pVT变化中的热) 潜热（相变热） 反应热(焓) ??摩尔热容 ??相变焓 ??标准摩尔生成焓和燃烧焓 摩尔定压热容 摩尔定容热容 单位： J?K－1 在不发生相变化，化学变化和W’为零时?Q与dT 之比。 热容定义： 摩尔热容定义 单位： J?K－1 ?mol－1 1. 摩尔定容热容 (1)定义 摩尔定容热容 定容热容 单位： J?K－1 ?mol－1 (2) 应用——计算单纯pVT 过程的?U 非恒容过程： T1 ,V1 T2 , V1 T2,V2 ?U ?TU ?VU 理想气体单纯pVT 过程 dV=0， dV≠0， ≠Q 对于理想气体： ?TU=0 理想气体单纯pVT 过程 =Q 单位：J ? mol－1?K－1 2. 摩尔定压热容 （1）定义式 δQp = dH= ndHm (2) 应用——计算单纯pVT 过程?H 恒压过程： 非恒压过程 b. 凝聚态物质： a. 理想气体： b. 凝聚态物质： T一定时，p较小变化对?H影响可忽略 不能看作恒容过程： a. 理想气体： H =f( T) 非恒压过程 dp=0， dp≠0， ≠Q 理想气体 单纯pVT 过程 =Q ?U =？ 3. Cp , m与CV , m的关系 U =f( T,V) 代入得 解释: 恒压下升温１K, 物质体积变化 (一般为正值), 分子间距增大, 需要消耗比恒容下更多的热量克服分子间引力并转变成分子间势能 , 同时对环境作体积功 而从环境吸收的热量. 理想气体 凝聚态物质 即凝聚态物质的恒容热与恒压热近似相等. Cp－CV = nR 单原子分子 双原子分子 （?见第九章） 例. 容积为0.1m3的恒容容器中有4 mol Ar(g)及2 mol Cu(s),始态温度为0 ℃。现将系统加热至100 ℃,求过程的Q、W、?U及?H。已知Ar(g)及 Cu(s) 的Cp,m分别为20.786 J ? mol－1?K－1和 24.435J ? mol－1?K－1,并假设其不随温度变化 。 解：恒容过程W=0 Ar(g)可看作理想气体 某压缩机气缸吸入101.325kPa, 25℃的空气, 经压缩后压力提高至192.5kPa, 相应使温度上升到79℃. 已知该温度范围内空气的CV,m近似为25.29J?mol－1 ? K－1, 试求1mol空气压缩过程的W, Q及系统的?U, ?H. W = ?U = 1366J ?U = ?U1 = nCV,m(T2－T1) = 1 ? 25.29(352.15－298.15)J = 1366J T1 = 298.15K p1 =101.3kPa V1 T2 = 352.15K p2 = 192.5 kPa V2 V3 压缩速度快 Q = 0 W = ?U (空气视为理想气体不受恒容条件限制) ?H =nCp,m(T2－T1) = 1?( 25.29+8.314) ?(352.15－298.15)J = 1815J (理想气体不受恒压条件限制) 2 mol H2从400 K, 100 kPa恒压加热到1000 K, 已知Cp,m(H2) = 29.2 J·mol?1·K?1, 求?U, ?H, Q, W各为多少? Qp = = 2 mol×29.2 J·mol?1·K?1(1000－400)K = 35.04 kJ ?U = ?H－? (pV) = ?H－nR(T2－T1) = 25.06 kJ W = ?U－Q =－9.98 kJ or ?U = nCV, m (T2－T1) = 2 mol×(29.2-8.314) J·mol-1·K-1(1000－400)K = 25.06 kJ 3 mol某理想气体, 在101.3 kPa下恒压由20℃加热到80℃, 计算此过程的Q, W, ?U, ?H. 已知该气体 CV, m = (31.38＋13.4×10?3 T / K)J·mol?1·K?1. ?U = Q＋W = (7.92－1.50)kJ = 6.42 kJ W = －p(环)(V2－V1)= －nR(T2－T1) = －3×8.314(80－20)J = －1497 J = －1.50 kJ (1) dV = 0, W = 0 QV = ?U = nCV, m (T2－T1) = (10×20×283)J = 56.6 kJ ?H = nCp,