大學(xué)物理化學(xué)-第二章-熱力學(xué)第一定律(編輯修改稿)
2024-08-31 14:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 恒溫可逆 膨脹過程 大小相等，符號(hào)相反 可逆過程特點(diǎn)： 某一過程發(fā)生之后，若能找到一種過程使體系和環(huán)境 同時(shí)恢復(fù)原狀， 則原過程就稱為 可逆過程 可見： 體系在膨脹過程中，對(duì)環(huán)境所作的功，在壓縮過程 中，環(huán)境又不多不少的交給體系。即體系復(fù)原的同時(shí)， 環(huán)境也恢復(fù)到原來的狀態(tài)，沒有留下任何痕跡。 可逆過程特點(diǎn)： ⑴ 可逆過程是以無限小的變化進(jìn)行的 ， 是由一連串無限接近于平衡的狀態(tài)所組成 ， 過程推動(dòng)力無限小 。 ⑵ 若循原過程反方向進(jìn)行 ， 體系和環(huán)境都恢復(fù)到原態(tài) ， 而不留下任何痕跡 。 ⑶ 在等溫可逆過程中，體系對(duì)環(huán)境做最大功；環(huán)境對(duì)體系做最小功。 重點(diǎn)理解： 1. 什么是可逆過程 ? 2. 可逆過程有哪些基本特征 ? 思考題 注意理解： 可逆過程 發(fā)生之后，能找到 一種過程使 體系和環(huán)境 都 同時(shí) 恢復(fù)原狀 ?1. 不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行？ 發(fā)生一個(gè)變化，體系復(fù)原時(shí)，環(huán)境沒有復(fù)原 —— 不可逆過程， 而不是不能發(fā)生逆過程。 例： 1mol某理想氣體，分別經(jīng)三種途徑由始態(tài)到末態(tài) 求：三個(gè)過程的體積功各為多少？ 解： 0) ???? 12 VV(PWe)1 外)12 VV(PWe)2 ??? 外33 10)( ????? J1 351???????????12ln)3VVn R TWe????????? 7 33 1 J5 731?P2 = V2 = T2 = 例：壓縮 1 mol 理想氣體從始態(tài)到終態(tài)，求 Q,W,△ U, △ H 已知： ＝ Jmol1K1 途徑 I 途徑 II 恒溫可 逆壓縮 解： 1) 途徑 I 絕熱壓縮 Q ＝ 0 △ U ＝ n (T2－ T1) W＝△ U 途徑 I △ H ＝ n (T2－ T1) ＝ n ( + R ) (T2－ T1) ＝ 1817J 2) 途徑 II 與 途徑 I 有相同始態(tài)和末態(tài) 過程 (1) 恒容升溫 ， dV=0 ,W1=0 過程 (2) 恒溫可逆壓縮 ， dT= 0 W2 = 恒溫可 逆壓縮 恒容 升溫 W ＝ W1 + W2 ＝ 1879J 途徑 II ： nRTln(V3 / V2 )=1879J △ U＝ 1336J △ H＝ 1817J Q=△ UW＝ 513J 途徑 I 途徑 II 恒溫可 逆壓縮 理解狀態(tài)函數(shù)和途徑函數(shù)： ＝ 1336J △ U＝ 1336J ， Q＝ 513J ， W＝ 1879J 二 .理想氣體絕熱可逆過程體積功 絕熱，系統(tǒng)與環(huán)境無熱交換， δQ=0 ； 表明，在絕熱過程中，系統(tǒng)與環(huán)境若有功的交換， 系統(tǒng)的 T必定改變。 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，理想氣體 δW＝ dU＝ CvdT。 氣體膨脹對(duì)環(huán)境做功， δW0,則內(nèi)能必然減少 dU＝ CvdT0，則氣體溫度一定降低 dT0； 相反，氣體壓縮，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作功， δW0, 內(nèi)能增加 dU＝ CvdT0，氣體溫度一定升高 dT0。 絕熱 δWe＝－ P環(huán) dV 可逆過程 δWe＝－ P dV δQ＝ 0 ， dU＝ δWe dU＝ Cv dT 理想氣體 ∴ dU ＝ δWe ＝ Cv dT ＝－ P dV TdTCVdVRdTCndVVn R Tmvmv ?????????? ..∴TlndCVlndR ??? VlndCRTlnd????理想氣體 RCC mvmP ?.. 代入 VlndC )CC(TlndVlndC RTlnd????????VdCCTdmvmp ln)1(ln.. ??定義 mvmpCC..?? 理想氣體絕熱指數(shù) ， 各氣體的一個(gè) 無量綱的特性函數(shù)。 VdTd ln)1(ln ?? ?可得 一定量理想氣體 （ P 1, ,V 1 ,T 1 ） ( P
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