[理学]物化课件02__热力学第一定律.pptVIP

一定量的理气，U=f(T), pV=nRT= f (T) 三.Hess定律（Hess’s law） 例：求反应 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) 在298K时的?rHm? 六. 反应焓变与温度的关系 ① 意义： ② ?rH?m(298K)可由手册数据计算 例： 2HCl (g) + 2Ag(s) 2AgCl(s) + H2(g) ?rH?m(298K) = 2 ?fH?m(AgCl, s) - 2 ?fH?m(HCl, g) (2) 由?cH?m计算反应热 2. 由燃烧焓计算反应热 (1) 燃烧焓：在标准状态下，1mol有机物B完全燃烧时反应的摩尔焓变， ?cH?m,B, ?cH?m(298.15K)可查手册 (Enthalpy of combustion) 根据状态函数性质 本章小结： 1.基本概念：系统和环境，状态和状态函数，过程和途径， 广度性质和强度性质，热和功，内能 2.热力学第一定律： ?U = Q+W 或 条件：封闭系统 3.体积功： ⑴．气体向真空膨胀（自由膨胀）过程： ∵P外=0，∴W=0 ⑵. 等容过程： ∵dV=0，∴W=0 ⑷．理想气体等温可逆过程： ⑶．恒外压过程： 4.可逆过程： ⑴ 概念： ⑵ 特点： 5.热的计算： ⑴ 等容热 (QV) ： ?U = QV 或 ⑵ 等压热(QP) ： ?H = QP 或 ⑶ 焓的定义： H = U + PV ?H =?U + ? (PV) ⑷ 理想气体的热力学能只是温度的函数， 即 U=f (T), H= f (T) 6．等压反应热与等容反应热的关系： （1）理想气体参与的反应： （2）凝聚相反应（无气体参与）： 三、可逆过程 (Reversible process) 1. 定义：热力学的一类过程，其每一步都可以反向进行而不在环境中引起其他变化。 上例：(2) 一次膨胀 W＝-2000 J 反向(一次压缩) W逆＝3000×(1-3)＝6000 J ∴ 在环境中留下影响。 (3) 可逆膨胀 W＝-3296 J 反向(可逆压缩) W逆＝3296 J ∴ 在环境中没有留下影响。 2. 特点： (1) “双复原”：逆向进行之后系统恢复到原状态，在环境中不留下影响。 ∴ 可逆过程进行之后，在系统和环境中产生的后果能同时完全消失。 (2) 可逆意味着平衡： T≈T环，p≈p外，动力无限小，速度无限慢。 (3) 等温可逆过程功值最大： 3. 几种典型可逆过程： （1）可逆膨胀和可逆压缩：力学平衡 （2）可逆传热：热平衡 T 1, T 1+dT, T1+ 2dT,T1+3dT,…T2-2dT,T2- dT , T2 （3）可逆相变：相平衡 （4）可逆化学反应：A ＋ B C E反＝E－dE 电 池（E） A ＋ B C + - 可逆过程的重要性： 2－4 热的计算 (How to calculate heat) 一、等容热 (Heat of isometric process) 条件：等容，W’＝0 二、等压热和焓 (Heat of isobaric process and enthalpy) 定义: 条件：等压，W’=0 为什么要定义焓? 在不做非体积功的等压过程中，系统的焓变等于等压热效应。 因为等压热比等容热容易测定 焓的特点： (1) 焓是状态函数，是系统的广延性质 (2) 焓具有能量的单位，其绝对值也无法测量 测定了等压热，就可以得到焓的变化值，从而可以计算热力学能的变化值。 式中pV 不是功，但具有能量单位，对于微小变化 对于一个从状态1 到状态2 的变化过程 对于理想气体的变化 三、热容和简单变温过程热的计算 简单变温过程： 热容 (Heat capacity)： 1. 等容热容 摩尔等容热容 令 U = U(T, V)，则 等容 条件：等容简单变温过程 2. 等压热容 令 H = H(T, p)，则 等压 条件：等压简单变温过程 摩尔等压热容 四、相变热和混合热 (Heat in phase transformation and heat of mixing) 自学 实验前后，作为系统的气体温度未变 Joule 实验 气体真空膨胀，未对环境