《热力学第一定律基本概念和重点总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热力学第一定律基本概念和重点总结.docx（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品名师归纳总结本章内容 :介绍有关热力学第肯定律的一些基本概念,热、功、状态函数,热力学第肯定律、热力学能与焓,明确准静态过程与可逆过程的意义,进一步介绍热化学。第一节热力学概论热力学争论的目的、内容热力学的方法及局限性 热力学基本概念一.热力学争论的目的与内容目的 :热力学就是争论热与其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科学。内容 :热力学第零定律、第肯定律、其次定律与本世纪初建立的热力学第三定律。其中第一、其次定律就是热力学的主要基础。把热力学中最基本的原理用来争论化学现象与化学有关的物理现象 ,称为化学热力学。化学热力学的主要内容就是 :1. 利用热力学第肯定律解决化
2、学变化的热效应问题 ;2. 利用热力学其次律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、 方向与限度问题 ,建立相平稳、化学平稳理论 ;3. 利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平稳的运算问题二、热力学的方法及局限性方法 :以热力学第肯定律与其次定律为基础,演绎出有特定用途的状态函数,通过运算某变化过程的有关状态函数转变值,来解决这些过程的能量关系与自动进行的方向、限度。而运算状态函数的转变只需要依据变化的始、终态的一些可通过试验测定的宏观性质,并不涉及物质结构与变化的细节。优点 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结局限性 :争论对象就是大数量分子的集合体,争论宏观性质 ,所
3、得结论具有统计意义。只考虑变化前后的净结果,不考虑物质的微观结构与反应机理,简化了处理方法。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 只考虑变化前后的净结果,只能对现象之间的联系作宏观的明白,而不能作微观的说明或给出宏观性质的数据。例如 :热力学能给出蒸汽压与蒸发热之间的关系,但不能给出某液体的实际蒸汽压的数值就是多少。2. 只讲可能性 ,不讲现实性 ,不知道反应的机理、速率。三、热力学中的一些基本概念1. 系统与环境系统 :用热力学方法争论问题时,第一要确定争论的对象,将所争论的一部分物质或空间, 从其余的物质或空间中划分出来, 这种划定的争论对象叫体系或系统system。环境
4、:系统以外与系统亲密相关的其它部分称环境surrounding留意 :1. 体系内可有一种或多种物质,可为单相或多相 ,其空间范畴可以就是固定或随过程而变。2. 体系与环境之间有分界, 这个分界可以就是真实的, 也可以就是虚构的 ,既可以就是静止的也可以就是运动的。依据体系与环境的关系将体系区分为三种:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 孤立体系 隔离体系 isolated system: 体系与环境之间既无能量交换,又无物质交换的体系。体系完全不受环境的影响,其中能量包括 :热、功 ; 封闭体系 closed system :与环境之间只有能量交换,没有物质交换 ; 放开体系
5、open system:与环境之间既有能量交换,又有物质交换。2、体系的性质通常用体系的宏观可测性质来描述体系的热力学状态。这些性质称热力学变量。 如: 体积、压力、温度、粘度、密度等。体系的性质分两类:广度性质与强度性质。 广度性质 容量、广延 :其数值的大小与体系中所含物质的数量成正比,具有加与性。 广度性质在数学上就是一次奇函数。如:质量、体积、热力学能。 强度性质 :其数值的大小与体系中所含物质的量无关,而取决于体系自身的特性,不具有加与性。强度性质在数学上就是零次奇函数。如:温度、压力、密度、粘度等。二者之间的联系 :某种广度性质除以质量或物质的量就成为强度性质或两个容量性质相除得强
6、度性质。如: 体积就是广度性质,它除以物质的量得到摩尔体积Vm = V / n ,Vm 就是强度性质 ,它不随体系中所含物质的量而变。=m / v,就是强度性质 ,它不随体系中所含物质的量而变。3. 热力学平稳态体系的诸性质不随时间而转变就系统就处于热力学平稳态。留意 :经典热力学中所指的状态均指热力学平稳态。由于只有在热力学平稳态下,体系的宏观性质才具有真正的确定值,体系状态才确定。热力学平稳态包括以下四个方面: 热平稳 thermal equilibrium: 体系的各个部分温度相等; 力学平稳 机械平稳 ,mechanical equilibrium: 体系各部分之间及体系与环境之间没有
7、不平稳的力存在。 相平稳 phase equilibrium: 当体系不止一相时,各相组成不随时间而变化。相平稳就是物质在各相之间分布的平稳。 化学平稳 chemical equilibrium: 当各物质之间有化学反应时,达到平稳后 ,体系的组成不随时间而变。4. 状态及状态函数状态 :体系一切性质的总与 ,或者体系一切性质的综合表达。状态函数 :用于描述与规定体系状态的宏观性质,称状态函数或状态性质,也称热力学函数 ,热力学性质。状态函数有如下特点 : 就是体系平稳状态的单值函数,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无关 ; 其变化值仅取决于体系的始态与终态,而与变化的途径无关。
8、状态函数的特性可描述为:异途同归 ,值变相等 ;周而复始 ,数值仍原。体系的一些性质 ,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无关 ;它的变化值仅取决于体系的始态与终态, 而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结state function 。用数学方法来表示这两个特点,就可以说 ,状态函数具有全微分性质,即其微小转变量就是全微分。 全微分的环积分为零 全微分的线积分与路径无关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结. 如 X=fx,ydX=Xx y dx+Xy x dy可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.
9、 全微分的二阶导数与求导次序无关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如X=fy,zdX=Xy zdy+Xz y dz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 X X 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结状态方程 :zy z yyz y z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结体系状态函数之间的定量关系式称为状态方程state equation 对于肯定量的单组分匀称体系,状态函数 T,p,V 之间有肯定量的联系。体会证明,只有两个就是独立的 ,它们的函数关系可表示为:T= f p,V p= f T,VV=
10、 f p,T例如 ,抱负气体的状态方程可表示为:pV=nRT5. 过程与途径过程 : 体系状态发生的任何变化。例如 : 气体的膨胀 ;水的升温 ;冰的融解 ;化学反应等。途径 : 实现某一过程经受的详细步骤。例如 :1molH2 抱负气体 在 298K 时的膨胀过程状态 1状态 2H2 2P 、VH2 P 、2V向真空膨胀等温恒外压为P 膨胀到 2V先恒定 2P 加热到体积为 2V 再保持体积及不变放入298K 的大恒温槽中在热力学争论中一般涉及到以下几个过程:等温过程 : 体系温度恒定不变的过程,在此过程中,T1 始态 T2 终态 T 环等容过程 : 体系体积恒定不变的过程等压过程 : 体系
11、压力恒定不变的过程; dV=0,在此过程中,P1 始态 P2 终态 P 环绝热过程 : 体系与环境之间的能量传递只有功传递的过程。Q=0例如 :系统被一绝热壁所包围或体系内发生一极快的过程 爆炸、压缩机内空气被压缩等 ;可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可逆过程 : 将在后面争论 ;循环过程 : 体系由始态动身经受一系列变化过程又回到始态的过程。很明显经受一循环过程后 ,体系的全部状态函数的增量均为零。U=0恒外压过程 :P 外=常数自由膨胀过程 :P 外=06. 热与功热heat: 由于温度不同 ,而在体系与环境之间产生的能量传递。以Q 表示。如: 相变热、溶解热、化学反应热等
12、。特点 :热就是一过程量 ,传递中的能量 ,而不就是体系的性质 ,即不就是体系的状态函数。热产生的微观缘由:热运动就是一种无序运动,所以热量就是体系与环境的内部质点因无序运动的平均强度不同而交换的能量,而不就是指物体冷热的“热”。取号规章 :由于能量传递具有方向性,所以用 Q 值的正负表示方向 ,规定体系吸热 Q 为正 ,Q 0, 反之 Q 为负 ,Q 0 。单位 : 能量单位为焦耳Joule,简写 J。功work: 除热以外 ,其它各种被传递的能量称为功,以符号 W 表示。如: 体积功 We、电功、表面功 Wf等。特点 :功也就是一过程量,不就是体系的性质 ,它不就是体系的状态函数功产生的微
13、观缘由:功就是大量质点以有序运动而传递的能量。取号规章 :系统对环境作功 ,W0单位 :能量单位为焦耳 ,简写 J。相同点 : 体系状态发生变化时与环境交换的能量,量纲均为 J,KJ; 两者均不就是状态函数,其数值与过程有关。 其微分不就是全微分 ,以 Q 与 W 表示; 两者均有大小 ,也有方向。热力学规定:体系吸热为正 ,放热为负 ;体系对外环境功为负 ,环境对体系做功为正。不同点 : 热就是由温差引起的体系与环境之间的能量交换,而功就就是除热以外体系与环境之间的能量交换形式; 微观上 ,热就是对大量分子无序热运动强度的度量,而功就就是大量分子有序运动强度的度量。体积功的运算 : 如右图所
14、示 :气体体积变化为 :dV Adl活塞移动时抗击外力为:F 外 P 外 A在此过程中体系克服外力所做的功为:We -F 外dl -P 外 Adl -P 外 dV肯定量的功为 : We =-P 外 dV当 P 外恒定时 We = -P 外 V -P 外 V2 V1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结移动dl热气P外源体A一带有抱负活塞 无质量、无摩擦的气缸留意 : 体积功都用 -P 外 dV 表示 ,而不用 -PdV 表示。 P 内部压力 , P 外 指外压 Pe 。 从公式 We -P 外 dV 瞧,功的大小打算于 P 外及 dV 的大小 ,其中任一项为零 ,就功为零其次节 热
15、力学第肯定律热力学第肯定律与热力学能 热力学第肯定律的数学表达式一、热力学第肯定律与热力学能Joule焦耳 与 Mayer 迈耶尔 自 1840 年起,历经 20 多年,用各种试验求证热与功的转换关系,得到的结果就是一样的。即: 1 cal = 4 、1840 J这就就是闻名的热功当量,为能量守恒原理供应了科学的试验证明。现在 ,国际单位制中已不用cal,热功当量这个词将逐步被废止1. 热力学第肯定律能量守恒定律 :到 1850 年,科学界公认能量守恒定律就是自然界的普遍规律之一。能量守恒与转化定律可表述为 :自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式, 能够从一种形式转化为另一种形式 ,
16、但在转化过程中 ,能量的总值不变。热力学第肯定律就是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特别形式。热力学第肯定律的另外一种表达形式:第一类永动机就是不能实现的。所谓第一类永动机就是一种循环作功的机器,它不消耗任何能量或燃料而能不断对外作功。2. 热力学能系统总能量通常有三部分组成:(1) 系统整体运动 机械运动 的动能(2) 系统在外力场中的位能电磁场、重力场等 (3) 热力学能 ,也称为内能热力学能U就是指系统内部能量的总与,包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。热力学中一般只考虑静止的系统,无整体运动 ,不考虑外力场的作用,所以只留
17、意热力学可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结能。留意 :内能就是状态函数内能就是体系的性质 ,且就是体系的广度性质; 内能的肯定值不行求 ,只能求出它的变化值。内能的单位为焦耳:J二、热力学第肯定律的数学表达式对封闭系统 ,设想系统由状态 1 变到状态 2, 系统与环境的热交换为Q,功交换为 W,依据热力学第肯定律就系统的热力学能的变化U 为:UU 2U1QW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对于微小变化意义 :dUQW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结热力学第肯定律一方面说明白热力学能、热与功可以相互转化 ,另一方面又表述了它们转化时的数量关系。争论
18、:Q、W 不就是状态函数 ,不能用微分符号表示。 热力学第肯定律中的W 指的就是总功,而并非只就是体积功。体系由始态变到终态 ,所经受途径不同 ,Q、W 都不同 ,但 Q + W 值却就是相同的 ,与途径无关 ,由于 U = Q + W,而 U 与途径无关。 对封闭体系 ,算出过程的 Q、W,据 U =Q + W 可求出体系的 U;对于隔离体系 ,Q = 0, W = 0,就 U = 0。即隔离 孤立体系的热力学能就是不变的,即热力学能守恒 ;这也就是热力学第肯定律的又一表达方式。对不作其它功的等容过程,W = 0, 就 U = QV热力学能就是状态函数,对一单相肯定量封闭体系, 体会证明 ,
19、用 p,V,T 中的任意两个就能确定系统的状态,即UU T, p可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结假如就是dUUU T ,V UdTT pUdp pT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dUUdTUdVUU可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结TV热与功的取号与热力学能变化的关系VTTVTp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如图 ,在绝热盛水容器中 ,浸入电阻丝 ,通电一段时间 ,通电后水及电阻丝的温度均略有上升 ,假如按以下几种情形作为系统,试问Q、 W、 U 为正、为负、仍就是为零:1、以电阻丝为系统Q0 、 U02、以电阻丝与水为系统Q=
20、0 、W0 、 U03、以电阻丝、水、电池为系统Q=0 、W=0 、 U=04、以水为系统Q0 、W=0 、 U05、以电池为系统Q=0 、W0 、 U0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6、以电池与电阻丝为系统Q0 、W=0 、 U0如图 ,用隔板将刚性绝热壁容器分成两半,两边充入压力不等的空气视为抱负气体 ,已知 p 右 p 左,以全部的空气为系统 ,将隔板抽去后试问 Q、W、U为何值？ :Q=0 、W=0 、U=0假如右侧为真空以空气为系统将隔板抽去后试问Q、W、U 为何值？Q=0 、W=0 、U=0(1) 假如一体系从环境接受160J 的功 ,内能增加 200J,问系统放
21、出或吸取了多少热？(2) 系统在膨胀过程中对环境做了10540J 的功 ,同时吸取了 27110J 的热 ,问系统的内能转变了多少？1W= 160JU= 200J U=Q+WQ= 40J2 W=- 10540JQ=27110 JU=Q+W= 16570J第三节 准静态过程与可逆过程功与过程准静态过程与可逆过程一、功与过程设在定温下 ,肯定量抱负气体在活塞筒中克服外压,经 5 种不同途径 ,体积从 V1 膨胀到 V2所作的功。1、自由膨胀 free expansion可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p0We,1pedV0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、一次e等
22、外压膨胀 pe 保持不变 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结We,2pe V2V1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统所作功的肯定值如阴影面积所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结pp1V1p2V2p2V1V2V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结阴影面积代表、3、两次等外压膨胀所作的功We,2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 克服外压为p,体积从V1V 膨胀到 ;可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结e(2) 克服外压为pe ,p2 体积从V V膨胀到 2。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳
23、总结p V V p VV 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结e1e2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所作的功等于2 次作功的加与。Wp V V p VV 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、多次等外压膨胀所作的功e,3e1e2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同理可得到 We,4 = W + W + + W i其总功等于多个矩形面积之与相同的始终态 ,膨胀的次数越多 ,体系对环境做的体积功就越大。膨胀的次数增加到无限多时,膨胀功将会达到一个极限值。5、 外压 pe 比内压 pi 小一个无穷小的值dp无限缓慢的膨胀 外压相当于一杯水 ,
24、水不断蒸发 ,这样的膨胀过程就是无限缓慢的,每一步都接近于平稳态。 所作的功为 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对抱负气体We,4pedVV2pi dVV1nRTln V1V2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结这种过程近似的可瞧作可逆过程,系统所作的功最大。将体积从V2压缩到 V1,有如下 4 种途径 :1、一次等外压压缩在外压为P1下 ,一次从V2压缩到V1,环境对系统所作的功 即系统得到的功 为Wp VV 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.两次等外压压缩e,1112可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一步 :用Pe的压力将系统
25、从V2压缩到 V1其次步 :用P1 的压力将系统从 V 压缩到V1p V V p VV 整个过程所作的功为两步的e 加与2113、多次等外压压缩可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其总功等于多个矩形面积之与4、 外压比内压大一个无穷小的值无限缓慢的压缩 假如将蒸发掉的水气渐渐在杯中凝结,使压力缓慢增加 ,复原到原状 ,所作的功为 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结pp1V1We,3V1pi dVV2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p1阴影面积代表We,3nRT ln V2V1nRT ln p1p2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p2V
26、2p2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结V1功与过程小结 :功与变化的途径有关V2V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结体系与环境之间压差趋于无穷小,膨胀过程时体系做最大功,压缩过程环境做最小功;二、准静态过程与可逆过程1. 准静态过程 guasistatic process由以上争论可知 ,最终一个就是一种特别特别的途径,由于该途径在进行的时候,由于 Pe Pi dP ,活塞的移动特别慢 ,慢到以零为极限 ,这样就有足够的时间使气体的压力由微小的不匀称变为匀称,使体系由不平稳态回到平稳态。因此在该途径进行的每个瞬时,体系可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总
27、结都接近于平稳态 ,以至于在任意选取的时间dt 内,状态参量在体系各部分有确定的值,整个过程可被瞧作就是由一系列极接近于平稳的状态所构成,这种过程称为准静态过程。2. 可逆过程 reversible process热力学定义 :当体系经过某一过程。由状态I 变化到状态II 之后,假如能使体系与环境都完全复原即体系回到原先的状态,同时排除了原先过程对环境所产生的一切影响,环境也复原 。就这样的过程就称为可逆过程。反之,假如用任何方法都不行能使体系与环境完全复原。就称为不行逆过程 irreversible process 。可逆过程的特点 :(1) 可逆过程就是以无限小的变化进行的,整个过程就是由
28、一连串特别接近于平稳状态所构成;(2) 在反向的过程中 ,用同样的手续 ,循着原先过程的逆过程可以使体系与环境都完全复原;例如 : 在等温膨胀过程中将体系对外所做的功贮藏起来,这些功恰恰能使体系复原到原态,同时将膨胀时所吸的热仍给储热器。(3) 在等温可逆膨胀过程中体系做最大功,在等温可逆压缩过程中环境对体系做最小功。说明 :(1) 可逆过程、准静态过程都就是一种抱负的极限过程,客观世界中并不真正存在,实际过程只能无限的趋近于它。(2) 准静态过程不等于可逆过程,只有当过程中没有任何能量耗散时,准静态过程才为一种可逆过程。争论可逆过程的意义 :(1) 一些重要热力学函数的增量S, G 等。只有
29、通过可逆过程才能求得。(2) 可逆过程效率最高,耗能最小 ,将实际过程与之比较 ,可确定提高效率的可能性。例题 :2mol 抱负气体在 298K 时,分别按以下三种方式从15、00dm3 膨胀到 40、00 dm3:1 自由膨胀 ;2 恒温可逆膨胀 ;3 恒温对抗 100kPa 外压下膨胀。求上述三种过程的W解:1 自由膨胀过程 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 恒W温可逆膨胀 : pe V2V1 0V2V1 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结W3 恒外压膨胀nRT ln V228.314298ln 40.004860J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名
30、师归纳总结例W:100 ,p 下p1moVl水经V可V1逆相变向真空1蒸0发000变0成同温同4压0的.水0蒸0气1,155.00.00,p0下103可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1mole2,12 冰 =0 、 917 g cm-3,1 水 =1 、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结冰变成同温同压的水000g cm-3 。运算各做功多少？已知可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解 W= -pV= -pVg = -nRT = -3 、1kJ W= -peV=0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 W= -peV =第四节 焓enthalp
31、y等容热焓及等压热p181810 6120.165J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结QVU,QP H 两关系式的意义一、等容热定义 :体系进行一个等容dV=0、Wf0 的过程中与环境所交换的热称为等容热,以 QV 表示 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结单位为 kJ,J。依据热力学第肯定律如发生一个微小变化U QW dUQWQWeWf可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dV0,Wf0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此式的意义 :dUQV dUQV可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结等容且不做非膨胀功的条件下,系统的热力学能
32、的变化等于等容热效应上式也说明在特定的条件下dV 0,Wf0,体系与环境所交换的热仅与体系的始、末态有关 ,与详细路径无关。二、焓及等压热定义 :体系进行一个等压dp=0 、Wf=0 的过程中与环境所交换的热称为等压热,以 Qp 表示,单位为 kJ,J。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据热力学第肯定律如发生一个微小变化UQW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dUQWQWeWf可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Wf0dUQpedV令:QpdUdef pV d p0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H = UpV QdUped V可编辑资
33、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结焓,单位为 kJ,JQQpdHU 2U 1 d pe V02,V1Wf0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此式的意义 :HQpU 2U 1 dppeV02,pWeV1 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f等压且不做非膨胀功的条件下dp ,系0,统的焓变等于等压热效应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关于焓的几点说明Qp:U 2U 1 p2V2p1V1dUpV 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 就是状态函数 ,广度性质 ; 肯定值无法求 ; 虽然具有
34、能量的单位 ,但焓不就是能量 ,也不遵守能量守恒定律,隔离体系中焓值不肯定守恒; U 有明确的物理意义 ,而焓就无明确的物理意义,它只就是为明白决实际问题的便利而定义的一个物理量。三、 QV U,QP H 两关系式的意义(1) 把在特定条件的途径函数与状态函数的转变量联系起来,这样 : QV ,QP 的数值就只与体系的始、 末态有关 ,而与途径无关 ,为 QV ,QP 的运算供应了便利 ; U 、H 就是不行测的量,故其增量也测不到 ,但这两个函数的增量特别就是 H在生产实际中应用很广 ,这两个式子使得在特定条件下的H 、U 可用相应的实测热数据来表达。(2) 由于 U、H 为状态函数 ,其增
35、量只与体系的始、末态有关,而与途径无关 ,故这两个关系式成为运算化学反应热效应的一个闻名而又简便的方法盖斯定律的理论基础。问题 :就是否只有恒压过程体系才有焓值的转变？答:U 与 H 就是体系的状态函数 ,体系不论发生什么变化都可能有U 与 H 的转变。 上面的争论只说明在特定条件下Q 与 U 或 H 的关系 ,也就就是说通过热量的测定,就可以确定恒容过程的 U与恒压过程的 H, 而不就是说只有恒容过程才有U,只有恒压过程才有H, 例如 ,恒压过程的 H 可以用 Qp= H 来度量 ,或通过 H= U+P V 运算 ,但就是非恒压过程中不就是没有 H,只就是不能用上式运算,而应当用定义式H=
36、U+ PV 运算。一绝热气缸。带有一个无重量、无摩擦的绝热活塞,塞外为恒定外压。气缸内装有气体,壁内可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结绕有电热丝。当通电时,气体将渐渐膨胀。由于这就是一个定压过程,Qp= H;又因就是绝热系统 ,Qp=0 ,所以H=0 ,这个结论对否？如不对 ,错在哪里？解:1 以气体为系统 ,电炉丝为环境有H = Qp ,但不就是绝热系统 , Qp0 ;2以气体加电炉丝为系统,就为绝热系统Qp = 0 ,但因有电功 ,所以HQp 。例题 :20mol 氧气 ,在 p=750mmHg 的恒压下加热 ,使其体积自 1000 升膨胀至 2000 升,已知体系吸热 35
37、2kJ,求过程中的 Q、W、 U、 H 。解: 封闭体系 ,等压过程 ,只做体积功Qp= 352kJ,H =Qp=352kJ We=-peV2-V1=-750/760* 101325*2000-1000*10-3=-100kJU=Qp+We =352-100=252 kJor H= U+ pV= U+pe VU=Qp-pe V =-100 kJ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结有化学反应1、烧杯中恒压反应2、电池中恒压反应a. H1= H2b. H1=QP ,Ic. H2=QP ,2哪个正确？ABP可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第五节 热容 heat capac
38、ity影响热容的主要因素定容摩尔热容定压摩尔热容摩尔热容随温度变化的表达式相变焓的运算一、影响热容的主要因素定义 :一个组成不变、物质的量肯定的均相封闭体系,在 Wf0 的条件下 ,每上升单位温度所吸取的热称为该物质的热容 ,以 C 表示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结平均热容 :热容单位 :J K-1defQQC=可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如物质的量为 1Kg ,T2T,1T JKKg ;如物质的量为 1mol ,就为摩尔热容 本书简可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就称为比热容称为热容 单位为 JKmol。单位为可编辑资料 - - -
39、欢迎下载精品名师归纳总结1、物质的种类与状态defCm T =CT n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结压力肯定 ,273、15K 时,C乙醇 ,l 11、5JKmol C水,l 75、29JKmol C水,g33、58JKmol可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即不同的物质 C 不同 ,同种物质相态不同,C 也不同。2. 温度范畴可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结试验证明 ,同一物质在不同的温度范畴内,温度每上升 K ,所需热量不同。 因此 ,物质在温度 T K 时的真热容应表示为 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结体系在微小过程中所吸取的热C为T defQ: =dT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结QCT dT当温度由 T1 T2 时 :可编辑资料