西安交大第1章_热力学第一定律及其应用(材料).ppt

第一章热力学第一定律 一 体系与环境 体系分类 体系分类 体系分类 体系分类 二 体系的性质 三 热力学平衡态 热力学平衡态 四 状态函数 状态方程 五 热和功 1．2 热力学第一定律 一 热功当量 二 能量守恒定律 热力学能 三 第一定律的文字表述 第一定律的文字表述 四 第一定律的数学表达式 热和功 热和功 1．3 功的计算，可逆过程和最大功 1 功与过程，功的计算 功与过程，功的计算(等外压膨胀） 功与过程，功的计算 功与过程，功的计算（多次等外压膨胀） 功与过程，功的计算 功与过程，功的计算（可逆膨胀） 功与过程，功的计算 功与过程 功与过程，功的计算 功与过程，功的计算 功与过程，功的计算（可逆膨胀） 结论 二 准静态过程，可逆过程 准静态过程，可逆过程 三 可逆过程（reversible process）的特点 四 常见的变化过程 常见的变化过程 1.4 等容热，等压热，焓 （enthalpy） 1.4 等容热，等压热，焓 （enthalpy） 1.5 热容 （heat capacity） 1.5 热容 （heat capacity） 1.5 热容 （heat capacity） 1.5 热容 （heat capacity） 1．6 热力学第一定律对理想气体的应用 一. Gay-Lussac-Joule实验 Gay-Lussac-Joule实验 二. 理想气体的热力学能和焓 三. 理想气体的Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 四 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 绝热过程（adiabatic process) 1.7 热化学 一 反应进度（extent of reaction ） 反应进度（extent of reaction ） 二 等压、等容热效应 等压、等容热效应 等压、等容热效应 等压、等容热效应 三 热化学方程式 热化学方程式 热化学方程式 四 压力的标准态 压力的标准态 赫斯定律（Hess’s law） 赫斯定律 1.8 几种热效应 化合物的生成焓 化合物的生成焓 化合物的生成焓 离子生成焓 离子生成焓 燃烧焓 燃烧焓 燃烧焓 利用燃烧焓求化学反应的焓变 利用燃烧焓求生成焓 1.10 基尔霍夫定律 1.11 绝热反应 1.11 绝热反应 1.11 绝热反应 1.12热容，能量均分原理 运动自由度 运动自由度 单原子分子的平动能 单原子分子的平动能 能量均分原理 能量均分原理 绝热功的求算 （1）理想气体绝热可逆过程的功 所以 因为 （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，不一定是可逆过程。 反应进度 等压、等容热效应 热化学方程式 压力的标准态 20世纪初比利时的Dekonder引进反应进度? 的定义为： 和 分别代表任一组分B 在起始和 t 时刻的物质的量。 是任一组分B的化学计量数，对反应物取负值，对生成物取正值。 设某反应 单位：mol 引入反应进度的优点： 在反应进行到任意时刻，可以用任一反应物或生成物来表示反应进行的程度，所得的值都是相同的，即： 反应进度被应用于反应热的计算、化学平衡和反应速率的定义等方面。 注意： 应用反应进度，必须与化学反应计量方程相对应。 例如： 当? 都等于1 mol 时，两个方程所发生反应的物质的量显然不同。 反应热效应 当体系发生反应之后，使产物的温度回到反应前始态时的温度，体系放出或吸收的热量，称为该反应的热效应。 等容热效应 反应在等容下进行所产生的热效应为 ,如果不作非膨胀功， ,氧弹量热计中测定的是 。 等压热效应 反应在等压下进行所产生的热效应为 ，如果不作非膨胀功，则 。 与 的关系 当反应进度为1 mol 时： 式中 是生成物与反应物气体物质的量之差值，并假定气体为理想气体。 或 反应物 生成物 （3） （2）等容 与 的关系的推导 生成物