02熱力學(xué)第一定律(存儲版)
【正文】 2 9 8 KH TH 2 9 8 KH TH T)HQ mcmf m r m r mrrp???????????? ???????4. 任意溫度 T下 ?rHm ?(T) 的計(jì)算 －－狀態(tài)函數(shù)法與 Kirchhoff 公式 Z Y B A ZY?THBA mr ???? ? ＋求： ）（ ??? ??? ??2mr1mr H2 9 8 KH HTH ???? ）＋（＋）＝（由狀態(tài)函數(shù)法：?? H H 21 ????Z Y B A ZY298KHBA mr ???? ? ＋橋： ）（ ???? ??? ?）（）可求得（或）（由熱容、 TH 2 9 8 KH 2 9 8 KH mrmCmf ??? ???dTC2 9 8 KH dTC T298K mPmrK298T mP ? ?? ??產(chǎn)，反， ）＋（＋＝?基?；舴?(Kirchhoff) 公式 ——狀態(tài)函數(shù)法的必然結(jié)果 ( B )CνCΔ CΔ( T ) / d THd Δ dTCΔ( 2 9 8 . 1 5 K )HΔ( T )HΔmp,Bmp,rmp,rθmrT29 mp,rθmrθmr??????注： 該式僅適合于等溫反應(yīng)，且要求 298K－反應(yīng)溫度范圍內(nèi)各物種不發(fā)生相變化的情況。 某狀態(tài) T、 p下， 令： ?J T =(?T/?p)H 0， dT為負(fù) (膨脹 d p 0)，致冷效應(yīng)； = 0，節(jié)流前后溫度不變； 0， dT為正 (膨脹 d p 0)，致熱效應(yīng) ?JT ? JT為 焦耳 — 湯姆生系數(shù) 或 節(jié)流膨脹系數(shù)。 膨脹過程絕熱， Q = 0， W= p1V1 p2V2 ，由熱力學(xué)第一定律可得： 1211222221112 )(0 HHVpUVpUVpVpUU????????即整理得節(jié)流膨脹過程為 等焓過程 。 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 溫度 T及 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 ， 化學(xué)計(jì)量數(shù) vB＝－ 1 的化合物 B 與氧進(jìn)行 完全氧化反應(yīng) 的生成規(guī)定的燃燒產(chǎn)物時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓，記為 ?cHm ?(T) 。 ： －用狀態(tài)函數(shù)法計(jì)算相變焓 環(huán)境交換的熱量。注意狀態(tài)函數(shù)與過程函征；掌握各種變化過程的特及其適用條件；變化幾個(gè)基本公式重點(diǎn)掌握注意： p V T 的計(jì)算。 可逆 —平衡 ??? 21VV a m br dVp W???? 21VVr ( n R T /V ) d V W )/Vn R T l n ( V W 12r ??可逆過程 Tamb=T ? dT， pamb=p ? dp, (1). 恒溫可逆過程 理想氣體， pV = nRT ?? ???? 2121 VVVV p d Vd p ) d V(p 絕熱 Qr=0， Wr=ΔU W dUo r r??pdVdTnC m,V ??對理想氣體：VdVRTdTC m,V ??整理得：?? ??? 2121 ln)(ln , VVmVmpTTmV VdCCTdC逆方程：可推出理想氣體絕熱可令： ( 2 . 6 . 6 ) C/C)g( m,Vm,pid ?? ??）（ )V/V(T/T 11212 ???由絕熱可逆方程式求出終態(tài)溫度 T2，借助 ΔU可求出相應(yīng)的體積功： )TT(nCdTnCUW 12m,VTT m,Vr21????? ? Tp pV1常數(shù)常數(shù)??????結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程，可推出另外兩個(gè)可逆絕熱過程方程： TV 1 常數(shù)???or： p1, V1, T1 p2, V2, T2 Qir = 0 絕熱不可逆過程 △ U = W 2m,V T VdpTdnC 求外 ??? ??狀態(tài)方程 ≠ 過程方程 注 意 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 1. 恒溫可逆過程 ： dU=0， dH=0 1221lnln2121VVn R TWQVVn R TdVVn R Tp dVWVVVVr???????? ? ?2. 恒容過程 ： W=0 （ dV=0） TnCHTnCdTnCUQmpmVTT mVV???????? ?,21設(shè) CV,m不隨 T而變化 (一 ) 理想氣體狀態(tài)變化 (pVT變化 )過程： 計(jì)算 W,Q ΔUΔH 3. 恒壓過程 ： p=pamb, )TT(nRVpdVpW 12VV a m b21???????? ?TnCUTnCdTCnHQmVmpTT mpp???????? ?,21 ： Q=0， UW ?? 過程可逆時(shí)，用 絕熱可逆過程方程 求出 T2；絕熱不可逆過程，用下式確定 T2 ： ??????? dVpWTnCU a m bm,V注意 ： 一定 不 能用絕熱可逆方程求 T2。39。 ＝，且無 ?理想氣體的內(nèi)能和焓 由 H=U+pV=U+nRT(理氣）可推得： H = f (T) （理氣 pVT變化） ,0?? U ,0?? H 0VU 0dVVUdTTUUd TTV＝????????????????????????????結(jié)論：理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù) 由焦耳實(shí)驗(yàn)可知： U = f (T) （理氣 pVT變化） : 理想氣體等溫變化( 2 . 5 . 1 2 b ) dTnCH ( 2 . 5 . 6 b ) dTnCU 2121TTm,pTTm,V??????理想氣體 的 pVT變化 ： dTTUndTTUdVVUdTTUdUVmVTV)/( 0)/( )/()/(????????????? dTnCdU 21TT m,V??則 說明 ?U的計(jì)算不再受過程恒容的限制，而有下述普遍化公式（ ?H也可作類似推導(dǎo) ) ： pVT變化 Q計(jì)算公式及適用條件分析 pTTm,pVTTm,VQH, dTnCH QU, dTnCU 2121??????????則恒壓則恒容2. 非 理想氣體 、液體和固體 pVT 變化 ◆ 恒容過程 ???? 21TT m,VV TdnCUQ◆ 恒壓過程 ???? 21TT m,pp TdnCHQ例 ：將 、 105Pa的 CO(g)等壓降溫到 273K，計(jì)算此過程的 Q、 ΔU、 Δ H。 QV和 QP的抽象了解自然科學(xué)研究的一般方法 狀態(tài)函數(shù)法 的基本思想 (Q計(jì)算的方法）． Q,W,U,H四個(gè)函數(shù)的基本性質(zhì)； 特別關(guān)注 3. W的計(jì)算應(yīng)注意對 過程特征 的理解（ key!)． 下次課內(nèi)容提要 QV和 QＰ 所需的基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù) －－ CV,m， CP,m， ΔH(相變 )。 恒容熱（ QV)、恒壓熱 (QP)與焓 (H) Constant volume heat, Constant pressure heat and enthalpy 第一定律的任務(wù)： 計(jì)算系統(tǒng)與環(huán)境交換的能量 Ｗ 和 Ｑ 研究 QV與 QP的意義 ： Ｗ有定義式可求，而Ｑ無
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1