[理學(xué)]01熱力學(xué)第一定律d-wenkub
2023-03-05 18:21:07 本頁面
【正文】 可分為兩類： 、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) （ 2） 狀態(tài) (state)和狀態(tài)函數(shù) (state function) 系統(tǒng)的 狀態(tài) 是系統(tǒng)所有性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。 狀態(tài)函數(shù)的特性可描述為： 異途同歸，值變相等；周而復(fù)始，數(shù)值還原 。 相平衡（ phase equilibrium） 多相共存時(shí)，各相的組成和數(shù)量不隨時(shí)間而改變。 恒溫過程 ： dT=0,T=T（ 環(huán) ） 恒壓過程 ： dp=0, p=p（ 外 ） 恒容過程 ： dV=0 絕熱過程 ： Q=0 循環(huán)過程 ： ∮ dX=0， 系統(tǒng)所有狀態(tài) 函數(shù)的改變值均為零。 系統(tǒng)吸熱， Q 0； 系統(tǒng)放熱， Q 0； 絕熱過程： Q =0。 J 功 W不是狀態(tài)函數(shù) ,不能以全微分表示 ,微小變化過程的功 ,用 δW 表示 ,不能用 dW 。 223 224 225 可逆過程系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做最大功（相反過程環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作最小功）。 解： ( 1 ) W = 0 ( 3 ) W = － nRTln( V2 / V1 ) = nRT lnp2 / p1 = － kJ )11(12 pp? ( 2 ) W = － psu?V = － psunRT = － MPa 10 mol J目前，內(nèi)能的絕對(duì)值無法測(cè)定，只能求出它的變化值。 (制造一種機(jī)器，既不靠外界供給能量，本身也不減少能量，卻能不斷對(duì)外做功，這是不可能的。 122. 3 mol單原子理想氣體，從初態(tài) T1 = 300 K，p1 = 100 kPa，反抗恒外壓力 50 kPa作不可逆膨脹，至終態(tài) T2 = 300 K， p2 = 50 kPa，求這一過程的 Q， W，?U。 dQCT?? (溫度變化很小 ) 平均熱容 ： 12 TTQC????1KJ ??單位 恒容熱容 (heat capacity) 質(zhì)量熱容 ： 它的單位是 或 。 11J K m o l????? ????()dVVVQ UCTT21? ? ? ? dT VTVCTUQ摩爾 恒容熱容 ： ,mVC恒容熱容 ： VC???m,m ()VVUCT21? ? ? ? ,m dT VTVn C TUQ 恒壓熱是系統(tǒng)在恒壓且非體積功為零的過程中與環(huán)境交換的熱 。 該氣體 Cp,m = Jmol?1 打開活塞，氣體由左球沖入右球，達(dá)平衡，但水溫沒變。 還可以推廣為理想氣體的 Cp也僅為溫度的函數(shù)。,mpC a b T c T23? ? ? ?,mpC a b T c T d T摩爾定壓熱容與溫度的關(guān)系 127. 某理想氣體，其 CV, m = 20 J ( 1 )體積保持不變； ( 2 )系統(tǒng)與環(huán)境無熱交換； ( 3 )壓力保持不變。mol?1 可逆?zhèn)鳠徇^程 由于每一個(gè)熱源在加熱過程中釋放給系統(tǒng)的熱，與冷卻過程從系統(tǒng)吸收的熱相等，當(dāng)系統(tǒng)回到原狀態(tài)時(shí)，整個(gè)環(huán)境即所有的熱源，也都恢復(fù)到原狀態(tài)。 恒壓過程的相變熱等于相變焓： Qp=△ H ?fusHm — 摩爾熔化焓 ?VapHm — 摩爾蒸發(fā)焓 ?subHm — 摩爾升華焓 ?trsHm — 摩爾相變焓 對(duì)于熔化和晶型轉(zhuǎn)變，相變前后均為 凝聚態(tài)，△ V≈0， 對(duì)于 蒸發(fā)和升華 ，因氣體的體積遠(yuǎn)大于固體或液體，故有 0? ? ? ?W p V? ? ?UH??pQH? ? ? ? ? ? ?( g )W p V p V n R T? ?? ? ? ? ? ? ? ?H U p V U n R T 1210. 水在 kPa， 100℃ 時(shí)， ?VapHm = kJ） 解： ?U = ?H－ p（ Vg－ Vl） ??H－ pVg = ?H－ nRT = 10 mol ? 要求其它溫度的相變焓 ，則要設(shè)計(jì)過程 。 11 Km o )s( ??? 例題： 解：設(shè)計(jì)變化途徑如下： f us m 1 f us m 227 8. 16 Kf us m f us m , m ,26 8. 15 K1 1 11( ) ( )( ) ( ) [ ( s ) ( l ) ] d9916 J m ol ( ) J m ol K 10K k J m olp p mH H H HH H C C T? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? 苯 (s) ?fusHm() ?fusHm() 苯 (s) 苯 (l) 苯 (l) ?H1 ?H2 將任一化學(xué)方程式 并表示成 化學(xué)計(jì)量數(shù) ? ? ?A B Y Za b y z寫作 ? ? ? ? ?0 A B Y Za b y z 反應(yīng)物 A， B的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)， 產(chǎn)物 Y， Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)為正。 ????d e f BBddn??? ? ? BB/n積分后 注明具體反應(yīng)條件的化學(xué)反應(yīng)方程式稱為熱化學(xué)方程式。 若反應(yīng)用下式表示，顯然焓變值會(huì)不同。 g)(O2已知 ：（ 1） （ 2） ( g )CO)(OC ( s ) 22 ?? g m,1r H?2212C O ( g ) O ( g ) C O ( g )??m,2r H?則 （ 1） （ 2） 得 （ 3） （ 3） C O ( g )g)(OC ( s )221 ?? m,3r H?m , 2rm , 1rm , 3r HHH ?????赫斯定律 物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)： 標(biāo)準(zhǔn)壓力規(guī)定為： p? =100kPa 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的溫度沒有具體規(guī)定，通常是選在 25℃ 。 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（ standard molar enthalpy of formation） 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，反應(yīng)溫度時(shí)，由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一摩爾物質(zhì)的焓變，稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，用下述符號(hào)表示： （ 物質(zhì)，相態(tài)，溫度） 化合物的生成焓 0mf H?A 由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算化學(xué)反應(yīng)焓 為計(jì)量方程中的系數(shù)，對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，生成物取正值。 ?下標(biāo) “ m”表示反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol時(shí)。 OHg ) ,(CO 22燃燒焓 13010),(??????????m o lkJKlC O O HCHHm o lkJHmcmr化學(xué)反應(yīng)的焓變值等于 各 反應(yīng)物 燃燒焓的總和
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