物理化學(xué)-1章熱力學(xué)基本定律與函數(shù)(1[1]2)(編輯修改稿)
2025-08-31 17:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ) p外 (n) V1 V2 Vi p V 當(dāng) p外 (i)=p體 (i) － dpi時(shí)， (Vi+1 － Vi) = dVi， n→∞ W脹 = － ∑ p外 (i) dVi = － ∑ p體 (i) dVi + ∑ dpi dVi ≈ － ∑ p體 (i) dVi = ∫ － p體 dVi ∞ i =Ⅰ ∞ i =Ⅰ i =Ⅰ ∞ ∞ i =Ⅰ V2 V1 p外 (Ⅰ ) p外 (n) V1 V2 Vi V 若 p外 (i)=p體 (i) + dpi，則 W縮 =∫ p體 dVi= W脹 V2 V1 |W縮 | = | W脹 | 在圖中，膨脹線與 壓縮線完全重合 可逆過(guò)程有三大特點(diǎn)：見(jiàn)教材 175頁(yè) 特點(diǎn)① 說(shuō)明可逆過(guò)程一般是無(wú)限緩慢的過(guò)程，是 一種理想過(guò)程。 特點(diǎn)② 說(shuō)明沿可逆過(guò)程走一個(gè)來(lái)回，體系和環(huán)境 都完全回到原狀態(tài)。正常相變點(diǎn)下進(jìn)行的相變滿 足這一點(diǎn)，故為可逆過(guò)程，或可逆相變。 特點(diǎn)③ 說(shuō)明可逆過(guò)程體系對(duì)外作功最大，環(huán)境對(duì) 體系作功最小，無(wú)論什么功都是如此，這是生產(chǎn) 所追求的理想境界，但不一定切合實(shí)際。 恒溫可逆過(guò)程，體系對(duì)外作最大功； 恒壓過(guò)程 (可逆 )， Wr = p外 (V2 – V1) = p體 (V2 – V1) 恒外壓過(guò)程 (不可逆 )， Wir = p外 (V2 – V1) = Wr 恒容過(guò)程 (可逆或不可逆 )， Wr = Wir = 0 所以，可逆過(guò)程體系對(duì)外作最大功。 問(wèn)題：可逆熱機(jī)的效率最高，在其他條件相同的 情況下，若以可逆熱機(jī)牽引火車，其速度 ( )。 (1) 最快 (2) 最慢 (3) 中等 (4) 不能確定 二、焓（ H）與恒壓過(guò)程熱（ Qp） （ H） 對(duì)無(wú)有效功條件下進(jìn)行的恒壓過(guò)程有： △ U = Qp － p外 （ V2－ V1） U2－ U1 = Qp － p2V2 + p1V1 (U2 + p2V2)－ (U1 + p1V1) = Qp (U + pV) 2－ (U + pV) 1 = Qp 令 H ≡ U + pV 稱之為焓，是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)， 容量性質(zhì) ，且 △ H = Qp ， 與 △ U = QV 相似 H = U + pV 說(shuō)明焓是體系性質(zhì)，不能認(rèn)為只有 恒壓過(guò)程才有焓。焓具有能量的量綱，但不是 能量，注意 pV與 p △ V是不同的，只有恒壓過(guò) 程焓變量 △ H = Qp = △ U － （－ p △ V ） = 熱力學(xué)能變化量 — 體積功 才有能量交換量的物理意義。 非恒壓過(guò)程： △ H ≠ Qp 而是 △ H = △ U + p △ V + V △ p = Q + W’ + V △ p 2. 理想氣體的焓 因?yàn)? pV = nRT 所以，對(duì)理想氣體有： H = U + pV = U + nRT = f(T) 對(duì)非理想氣體有： H = f(p,T) 三、熱容 ：在不發(fā)生相變和化學(xué)變化的前提下，體 系與環(huán)境交換的熱 (Q)與由此引起的溫度變化值 (△ T )之比稱為體系的熱容值。在一定變溫范圍 內(nèi)求得平均熱容，當(dāng)△ T→0 時(shí)，得真熱容。 3. 恒壓熱容 (Cp)與恒容熱容 (CV) 在 無(wú)非體積功 的條件下，對(duì) 恒容過(guò)程 有： VV TUC ?????????UQ dδ ? 代入熱容的定義式得 pp THC ?????????HQ d?? 代入熱容的定義式得 在 無(wú)非體積功 的條件下，對(duì) 恒壓過(guò)程 有： 因?yàn)? dH = dU + d(pV )，故恒壓熱容 (Cp)與恒容 熱容 (CV)的關(guān)系為： Cp dT = CV dT + d(pV ) ▲ 對(duì)理想氣體： d(pV) = nRdT
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