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正文內(nèi)容

物理化學(xué)-第二章熱力學(xué)第一定律-wenkub.com

2025-08-01 18:04 本頁面
   

【正文】 mol1 ΔH2= Cp,m (H2O,g)(TT1)=(+R)() KKRHT mf ??????111) 9 5 8 61(3 1 )()(?? ????????????????? ?mo lkJmo lJRTgVVpWU BBr(2)解一: Q= 0, W=0 H2(g)+1/2O2(g) T1= H2O(g) T H2O(g) T1 1H?2H?mr H?1U?2U?mrU?ΔrUm= ΔU1+ ΔU2=0 ΔU1= ΔfHmθ(H2O,g,)∑νB(g)RT1 ΔU2= CV,m (H2O,g)(TT1) KR RTHT mf 4 1 ??????11 )(0 ??????????? ?? m o lkJTTRRTRTUH BBmrmr ??(2)解二: ΔrHm= ΔH1+ ΔH2 )( 1TTRH mr ??? ΔH1= ΔfHmθ(H2O,g,) ΔH2= Cp,m (H2O,g)(TT1)=(TT1) )(),()( 121 TTRKgOHHTTR mr ????? ?KR RTHT mr 7 2 4 1 ????? 理解熱力學(xué)概念:平衡態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、可逆過程、反應(yīng)進(jìn)度、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài); 基本要求 理解熱力學(xué)第一定律的敘述和數(shù)學(xué)表達(dá)式; 掌握 pVT 變化、相變化和化學(xué)變化過程中,Q、 W、 ?U、 ?H 的計(jì)算方法,會(huì)用狀態(tài)方程(理想氣體狀態(tài)方程)和有關(guān)物性數(shù)據(jù)(摩爾熱容、相變焓、飽和蒸氣壓等)。K1 工作物質(zhì)(即筒內(nèi)的氣體)不同,轉(zhuǎn)化曲線的T,p區(qū)間也不同。若降低溫度,可使它們的 。 11W p V? ? ?22W p V? ? ?1 1 1 1 ( = 0 )p V V V V? ? ? ? ?2 2 2 2 ( = 0 )p V V V V? ? ? ? ? 在壓縮和膨脹時(shí)體系凈功為: 1 2 1 1 2 2W W W p V p V? ? ? ?2211 VpVpW ??0?Q221112 VpVpUUU ?????U2 + p2V2 = U1 + p1V1 H2 = H1 節(jié)流過程是一個(gè)恒焓過程 2. 焦耳 湯姆遜系數(shù) ( JouleThomson coefficient) 0d =dppHdTTHHTp????????????????????0 節(jié)流膨脹后 , 溫度降低 0 節(jié)流膨脹后 , 溫度升高 =0 溫度不變 H=f(T,p) pTHJTTHpHpT????????????????????????????????JT? 當(dāng) 時(shí)的溫度稱為轉(zhuǎn)化溫度,這時(shí)氣體經(jīng)焦湯實(shí)驗(yàn),溫度不變。 液體、固體 —在標(biāo)準(zhǔn)壓力下的純液體或純固體。 ? 爆炸 — 恒容反應(yīng)因溫度、壓力升高而引起的破壞。mol1 ,在 298—423K的溫度范圍內(nèi), H2O(l)與 H2O(g)的 Cp,m分別為 Jmol1 a(A)(α)+bB(β) T,標(biāo)準(zhǔn)態(tài) lL(γ)+mM(δ) T,標(biāo)準(zhǔn)態(tài) a(A)(α)+bB(β) 298K,標(biāo)準(zhǔn)態(tài) lL(γ)+mM(δ) 298K,標(biāo)準(zhǔn)態(tài) )(TH mr ??H1? H2?)2 9 8( KH mr ??)(TH mr ?? )298( KH mr ??= H1?+ H2?+? ? ? ?? ?dTBbCAaCH KT pmpm? ?2 9 8 ,1 , ??? =? ? ? ?? ?dTMmCLlCH T K pmpm? ?2 9 8 ,2 , ??? =??? T K mpr dTCHH 2 9 8 ,21 ???)(TH mr ?? )298( KH mr ??= ?? T K mpr dTC298 ,??? B m,Bm,r )B(pp CvC?) 9 8(K) 9 8()( m,roomr ??? TCHTH p???常數(shù)?? o m,r pC dd m,romrpCTH ?? ?基?;舴? (Kirchhoff)公式 )(TH mr ?? )298( KH mr ??= ?? TK mpr dTC298 ,?注意 :在所計(jì)算的溫度范圍內(nèi),各反應(yīng)組分的相態(tài)均 不能發(fā)生變化。 (C6H6,l) =6 ΔfHm176。 (C,石墨 )= ΔfHm176。 (C6H6,l)= 6 ΔcHm176。而脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)的燃燒熱在營養(yǎng)學(xué)的研究中就很重要,因?yàn)檫@些物質(zhì)是食物提供能量的來源。 C(石墨 )+O2(g)=CO2(g) (2)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓對(duì)溫度沒有規(guī)定。 液體、固體 — 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下的純液體或純固體。 反應(yīng)物 或產(chǎn)物 計(jì)量 系數(shù) ?? B B B0 ν例 : 3H2+ N2 = 2NH3 0=2NH3- 3H2- N2 用反應(yīng)系統(tǒng)中某一物質(zhì)的量的變化來表示反應(yīng)進(jìn)行的程度是不方便的 . 例 : 0=2NH3- 3H2- N2 在 反應(yīng)的同一時(shí)刻 ,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的量的變化是不同的 Δn(NH3)=2mol Δn(N2)=- 1mol Δn(H2)=- 3mol BBBd e f )0(νnn ???? ?BBddνn?? ξ 與 nB具有相同的量綱,其單位為 mol。 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓 化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量式 化學(xué)變化常伴有放熱或吸熱現(xiàn)象,對(duì)這些熱效應(yīng)進(jìn)行精密 的測(cè)定,并做較詳細(xì)的討論,成為物理化學(xué)的一個(gè)分支 —— 熱化學(xué) ( Thermochemistry) aA+bB+ 之間的關(guān)系 C2H5OH(l) T2=298K P2= 103Pa C2H5OH(g) T2=298K P2= 103Pa C2H5OH(l) T2=298K P2= C2H5OH(l) T1= P1= C2H5OH(g) T1= P1= ΔH ΔH1 ΔH2 ΔH4 ΔH3 ΔH1=0 ))(( 21,2 TTlCH mp ?? =) 5 1(3 KHH va p?? =))(( 12,4 TTgCH mp ?? =14321 ??????? mo lkJHHHHH =+++=推廣至一般 某物質(zhì) (α)T2 某物質(zhì) (β)T2 某物質(zhì) (β)T1 某物質(zhì) (α)T1 ΔH1 ΔH2 )( 1TH???)( 2TH???dTCH TT mp )(12,1 ?? ?=dTCH TT mp )(21,2 ?? ?=2112 )()( HTHHTH ???? ???? ++=dTCCTH mpTT mp )]()([)( ,1 21????? ???=dTCTHTH TT mp?? 21,12 )()( ??????? =11bOmv a p m o lKJ88/ ??? ???TH?◆ 特魯頓規(guī)則 解: 恒壓: HQ p ?? mv a p Hn ??求: ?pQ?? 21 dVV Vp 外求: ?W 求: ??UWQ ? 例 已知在正常沸點(diǎn)時(shí)H2O 的摩爾蒸發(fā)焓為, H2O(l)和H2O(g)的摩爾體積分別為 cm3mol?1 和?104 cm3mol?1。 C2H5OH(l) 和 C2H5OH(g) 的平均定壓摩爾熱容分別為 例如: ΔvapH、 ΔfusH、 ΔsubH、 ΔtruH 等 , 表示、也可以 HHHH gslsgl ??????焓是廣度量,通常將 1摩爾的物質(zhì)相變稱為 摩爾相變焓 1?? mo lJH mgl 表示,單位為以 ?◆ 相變焓是物質(zhì)的特性 ◆ 相變焓是溫度的函數(shù), 在臨界點(diǎn)相變焓為零 例 :乙醇 (C2H5OH)的正常沸點(diǎn)為 ℃ ,在此溫度下 ΔvapHm = 333 ?? QUW ? 當(dāng)系統(tǒng)從同一初態(tài)出發(fā),經(jīng)過絕熱過程膨脹到 到相同壓力的末態(tài)時(shí),可逆過程末態(tài)的溫度低于不可 逆過程末態(tài)的溫度,可逆過程系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作的功大 于不可逆過程系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作的功。假定CV,m=????膨脹 (壓縮 )方式 一次 二次 三次 多次 W(膨脹 )/kJ 18 24 26 W(壓縮 )/kJ 72 48 44 ∑W/kJ 54 24 18 0 ∑Q/kJ 54 24 18 0 在同樣的初末態(tài)之間進(jìn)行的等溫過程中,可逆 膨脹時(shí),系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作最大功;可逆壓縮時(shí),環(huán)境 對(duì)系統(tǒng)作最小功。6 可逆過程與絕熱過程 將以上過程逆向進(jìn)行 kJWkJWkJWkJWdcba39。已知在此溫度區(qū)間 。C dTcTbTaCp , mp , m232????????12, TTQC mpmp?=12,21TTdTCTT mp??=平均摩爾定壓熱容 ? ?)()(21 2,1, TCTCC mpmpmp ??? ?TCC mpmp , ? ? ?2121 TTT ??CV,m和 Cp,m 的關(guān)系 ?? mVmp CC , ?????????pmTHVmTU ???????? ? ?VmpmmTUTpVU ???????????????????VmpmpmTUTVpTU ??????????
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