【文章內容簡介】 ，那么根據熱力學第一定律 因為是 ,U p V 體系的性質，是狀態(tài)函數，所以他們的組合 U p V?也一定是體系的狀態(tài)函數 ，為此定義這個性質為 新的狀態(tài)函數，稱為焓，用 H 表示 21 。ppQ H H H Q d H?? ? ? ? ??上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 焓 （ enthalpy） 焓的定義式： H = U + pV 焓不是能量 雖然具有能量的單位，但不遵守能量守恒定律。焓的絕對值也無法確定。 焓是狀態(tài)函數 定義式中焓由狀態(tài)函數組成。 狀態(tài)函數的組合也一定是體系的狀態(tài)函數 為什么要定義焓 ？ 為了使用方便 ， 因為在等壓 、 不作非體積功的條件下 ， 焓變等于等壓熱效應 。 容易測定 ， 從而可求其它熱力學函數的變化值 。 pQ pQ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 相變熱 物質的聚集狀態(tài)發(fā)生變化稱為相變（包括 氣化、冷凝、熔化、凝固、升華、凝華以及晶型轉化 等 ) 。 相變熱（焓）：定溫定壓下一定量物質在相變過程中，體系吸收或放出的熱。用 ? H 表示， 蒸發(fā)焓 :vap H?， 熔化焓 :f u s H?, 升華焓 :sub H?。 各種物 質相變熱可由實驗測得，也可從物理化學手冊中查出。例如在3 7 3 , 1 0 1 . 3 2 5K P a下 水 的 蒸 發(fā) 熱 （ 蒸 發(fā) 焓 ） 為12 2 5 5 . 2 kJ kg ?，而水蒸氣的凝結熱（焓）為1 k J k g ? ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 練習題 ? ，哪些是錯誤的？（ ） ? 對于某些純物質 ? (A) 升華熱一定大于蒸發(fā)熱 ? (B) 升華熱一定大于熔化熱 ? (C) 熔化熱一定大于蒸發(fā)熱 ? (D) 蒸發(fā)熱不一定小于升華熱 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 熱容 （ heat capacity） 對于組成不變的均相封閉體系，不考慮非膨脹功，設體系吸熱 Q， 溫度從 T1 升高到 T2,則： dQCT?? (溫度變化很小 ) 熱容定義： 使 一定量的均相物質在無相變、無化學變化的條件下溫度改變 1 K 所需的熱 。用符號 C 表示，熱容的單位常以11J kg K?? 、 11J m o l K?? 表示。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 熱容 （ heat capacity） ()d pppQ HC TT? ??? ?d。 dp ppdH C T H Q C T? ? ? ? ?定壓熱容 Cp： ()d VVVQ UC TT? ??? ?d。 dV VVd U C T U Q C T? ? ? ? ?定容熱容 Cv： ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 熱容 （ heat capacity） ,mδ11=dVVVVCQ UCn n T n T????? ?????,mδ11dppppCQ HCn n T n T???? ? ? ??????上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 熱容與溫度的函數關系因物質、物態(tài)和溫度區(qū)間的不同而有不同的形式。例如，氣體的等壓摩爾熱容與 T 的關系有如下經驗式： 熱容 （ heat capacity） 熱容與溫度的關系： 2,mpC a bT c T? ? ? ? ???2,m 39。/pC a b T c T? ? ? ? ???或 式中 a,b,c,c’,... 是經驗常數，由各種物質本身的特性決定，可從熱力學數據表中查找。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 熱力學第一定律對理想氣體的應用 ?焦耳實驗 ?理想氣體的熱力學能和焓 ?理想氣體 ?U， ?H的計算 ?理想氣體的 Cp與 Cv之差 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 Joule實驗 將兩個容量相等的容器，放在水浴中，左球充滿氣體，右球為真空（如上圖所示）。 水浴溫度沒有變化，即 Q=0；由于體系的體積取兩個球的總和，所以體系沒有對外做功， W=0；根據熱力學第一定律得該過程的 。 0U??焦耳在 1843年分別做了如下實驗： 打開活塞，氣體由左球沖入右球，達平衡（如下圖所示）。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 Joule實驗 將 理 想氣 體的 熱力 學能 寫成 溫度 與 體積 的函數 ， 即? ?,U U T V?，狀態(tài)變化時有VTUUd U d T d VTV????? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? 由焦耳實驗可知，氣體自由膨脹過程0 , 0d T d U?? 因此0 , 0T TUUVp?? ?????? ?????? ??同理可以證明 結論：物質的量不變 ( 組成及量不變 ) 時，理想氣體的熱力學能U 只是溫度的函數，不隨體積和壓力而變化。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 Joule實驗 因為H U p V??，對一定量的理想氣體，溫度一定時，其pV為一常數，所以() T T TH U p VV V V? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 上式右端兩項均為零，因此0THV????????? 同理可以證明 0THp????????? 上兩式說明， 理想氣體的 焓也只是溫度的函數，與體積、壓力的變化無關。 ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 理想氣體的熱力學能和焓 從焦耳實驗得到 理想氣體的熱力學能和焓僅是溫度的函數 ，用數學表示為： ( ) 0TUV? ??( ) 0THV? ?? ()U U T? ()H H T?即： 在恒溫時，改變體積或壓力，理想氣體的熱力學能和焓保持不變。 還可以推廣為理想氣體的Cv,Cp也僅為溫度的函數。 ( ) 0 TUp? ??( ) 0 THp? ???上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 理想氣體 ?U， ?H 的計算 ? ?,U U T V?? ?,H H T p?.d d d di g VV T VU U UU T V T C d TT V T? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?.d d d di g Ppp TH H HH T p T C d TT p T? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???因為理想氣體的熱力學能、焓只是溫度的函數。 對于組成不變均相系統(tǒng) 、 2211 . , mddTTi g V VU C T n C T? ? ??? 2211 , , mddTTi g p pH C T n C T? ? ????上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 理想氣體的 Cp與 Cv關系 由焓的定義H U p V??可知，體系發(fā)生變化時 ()d H d U d p V?? 對只做體積功的理想氣體，狀態(tài)變化時 , m , mpVn C d T n C d T n R d T?? , m , mpVC C R?? pVC C n R?? ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 理想氣體的 Cp與 Cv關系 單原子理想氣體 , m , m35。22VpC R C R?? 雙原子理想氣體 , m , m57。22VpC R C R?? 多原子理想氣體 , m , m3 。 4VpC R C R?? ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 理想氣體的 Cp與 Cv之差 氣體的 Cp恒大于 Cv。 對于理想氣體： 因為等容過程中，升高溫度，體系所吸的熱全部用來增加熱力學能；而等壓過程中，所吸的熱除增加熱力學能外，還要多吸一點熱量用來對外做膨脹功，所以 氣體的 Cp恒大于 Cv 。 p VC C n R??,m ,mp VC C R???上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 練習題 16. 1 m o l 單原子理想氣體從 298 k 、 2 0 2 . 6 5 k P a ，經 pT ? 常數的可逆途徑壓縮到 4 0 5 . 3 k P a 的終態(tài)，該過程的 U? （ ） （ A ） 1702 J （ B ） 4 0 6 . 8J? （ C ） 4 0 6 . 8 J （ D ） 1702 J? ?上一內容 ?下一內容 ?回主目錄 ?返回 2022/8/17 絕熱過程（ addiabatic process) 絕熱過程的功 d U Q W? ? ? ? 在絕熱過程中，體系與環(huán)境間無熱的交換，但可以有功的交換。根據熱力學第一定律： 這時，若體系對外作功，熱力學能下降，體系溫度必然降低，反之，則