1熱力學第一定律-文庫吧
2025-07-20 07:19 本頁面
【正文】 、 電功 、 表面功 等。各種功的具體表達式可概括為兩個因子的乘積：一個是強度因子，另一個是容量性質的改變量。 功的形式 強度因素 容量性質的改變量 機械功 f（力） dl（位移） 體積功 P（外壓力） dV（體積改變） 電 功 E（電位差） dQ（電量改變） 表面功 σ(表面張力） dA（表面積改變） 體積功：體系發(fā)生體積變化時做的功 ? 途徑 甲 P1= 105Pa T1=300K n=1mol P2= 105Pa T2=300K n=1mol V?? 外Pw乙 丙 ? 甲過程 W正 ＝ P2ΔV=P2(RT/P2RT/P1)= W逆 ＝ P1ΔV=P1(RT/P1RT/P2)= ＋ ? 乙過程 W正 =P2’ ΔV1+P2 ΔV2= W逆 =P1’ ΔV2+P1 ΔV1=+ ? 丙過程 W正 = = = = W逆 =+ ? ?21 )(vv dvdPP ? 21vv Pdv? 21vv Pedv? 不同過程的作功比較 ? 體系對環(huán)境作功： W甲 ＜ W乙 ＜ W丙 ? 環(huán)境對體系作功： W甲 ＞ W乙 ＞ W丙 W(kJ) W+(kJ) 甲過程 乙過程 丙過程 V P Ⅰ (P1V1) Ⅱ ’(P2’V2’) Ⅱ (P2V2) ? 可逆過程 定義： 體系進行一個過程后，如果能沿原來的途徑回到其原始狀態(tài)，且環(huán)境也同時恢復其原始狀態(tài)，環(huán)境中不留下任何變化的痕跡，則原過程稱為可逆過程。 特點： ，狀態(tài)變化的推動力與阻力即體系與環(huán)境的強度因素 I（ P、 T、 E等）僅相差一無限小量： IIe=177。 dI。若改變此推動力的方向，就能使過程沿原來相同的途徑反向進行，體系和環(huán)境都能同時恢復其原始狀態(tài)。 ，每一瞬間體系都無限接近平衡態(tài)。 可逆過程與不可逆過程的比較 可逆過程 不可逆過程 作用于體系的力無限小，不平衡的力無限小，體系始終處于平衡態(tài) 作用力不是無限小，而是有限值，體系至少有時處于非平衡態(tài) 過程的速度無限緩慢，所需時間無限長 速度不是無限小，而是有定值 無任何摩擦力存在，無能耗 有阻力存在，有能量耗散 其逆過程能使體系與環(huán)境同時恢復狀態(tài) 其逆過程不能使體系與環(huán)境同時恢復狀態(tài) 實際不存在的理想過程 實際過程，但有時可使之接近于極限的可逆過程 三、熱容與焓 熱力學過程的熱效應 ：當反應物以恒溫恒容或恒溫恒壓方式變成產物，且該過程中，體系除了作體積功外，不作其它任何形式的功，此時體系所放出或吸收的熱量。 ? ? 平均熱容：一定量的均勻物質，在不作其它功且不發(fā)生相變化和化學變化的條件下，溫度升高 1K所吸收的熱量，表示為 C： C＝ 12 TT Q?? 真熱容： C= ? 摩爾熱容 Cm： 1mol物質的熱容 ? 恒壓熱容 Cp與恒容熱容 Cv ? Cp= Cv＝ ? Cp,m＝ Cp/n Cv,m＝ Cv/n ? 純物質的熱容與溫度的關系 ? Cp,m=a+bT+cT2 amp。 Cp,m=a+bT+C’T2 Qp=n Qv=n dTQpδdTQvδdTCTT mp? 21 , dTCTT mv? 21 ,120lim TT Q???? ?? 由熱力學第一定律 ΔU=Q+W ? 在恒容且非體積功為零或恒壓且非體積功為零的條件下有 ? 說明： 熱雖然不是狀態(tài)函數，然而由上述兩式表明，當不同的途徑均滿足恒容非體積功為零或恒壓非體積功為零的特定條件時，不同途徑的熱已經分別與過程的熱力學函數相等，因此不同途徑的恒容熱相等，不同途徑的恒壓熱相等，而不再與途徑有關。 )(),()(,39。,039。039。,0PVUQPVUdPVddUQUQdUQWdVPdUQPPPPWvVWdVa m ba m b ??????????? ????????? ???????????????? （ H） H≡U+PV dH=dU+PdV+VdP ? 推論： 恒壓： dH=dU+PdV 恒壓僅作體積功： δQ=dH=dU+PdV Qp=ΔH 說明：焓的引入用了恒壓過程，但并不意味只有 恒壓過程才有體系的焓變； Qp是熱量，非狀態(tài)函數。 ? Cp與 Cv的關系 ? CpCv= － ? ＝ － ? ＝ ＋ p － ? dU ＝ dT＋ dV ? 有 Cp－ CV＝ ?VTU
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