冶金熱力學(xué)的性質(zhì)-熱力學(xué)基本概念-文庫吧資料
2025-01-05 03:18本頁面
【正文】 表示 d）注明反應(yīng)溫度和壓力 例： 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 三、蓋斯定律 定義： 一個化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成，還是分幾步完 成，反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同 說明： a）嚴格來說在蓋斯定律只有對恒溫、恒壓熱效應(yīng)才成立 b）利用蓋斯定律，熱化學(xué)方程式以代數(shù)方程式進行計算 c）利用蓋斯定律，可以計算難直接測量的熱 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 例 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 四、標準生成焓 定義： 由穩(wěn)定單質(zhì)，在指定溫度（ 25℃ ）和標態(tài)下，反應(yīng)生成 一摩爾化合物時反應(yīng)焓變 —— 標準摩爾生成熱 Δ fHθ m 例： 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 標準反應(yīng)焓： 參加反應(yīng)各物質(zhì)均為某溫度的標準條件下反應(yīng)的焓差 以 Δ rHθ m 表示。 三、熱容與溫度的關(guān)系 常見為： 式中的 a、 b、 c等均為經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可在化工手冊中查到 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第三節(jié) 熱容與顯熱計算 顯熱必定引起物系 溫度的變化，恒容或恒壓過程中 的顯熱可用下式計算： 四、顯熱的計算 ??21TT P, mP dTCnQ ?? 21TT v,mv dTCnQ ????21 ,TT mvv dTCnQU ????21 ,TT mPP dTCnQH物系初終態(tài)體積相同時 物系初終態(tài)壓力相同時 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第四節(jié) 可逆過程與可逆體積功 定義：物系內(nèi)部與環(huán)境之間在無限接近熱力學(xué)平 衡狀態(tài)時所進行的過程。T + 239。若不是恒壓過程，焓變?nèi)匀淮嬖?，但此時的熱 Q不等于焓變 ΔH 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第三節(jié) 熱容與顯熱計算 熱容：在不發(fā)生相變化與化學(xué)變化的情況下， 一定量的均相物質(zhì)溫度升高 1K所需的熱量 dTδQC ?其數(shù)學(xué)表達式為： 摩爾熱容：取 1mol物質(zhì)為單位，其熱容就稱為 摩爾熱容 一、熱容定義 其數(shù)學(xué)表達式為： dTδQ1Cm n?冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第三節(jié) 熱容與顯熱計算 定義 二、恒容熱容與恒壓熱容 b、恒容熱容：在恒容條件下，物系升溫 1K所吸收的顯熱 a、顯熱：在一定條件下，物系的狀態(tài)只發(fā)生溫度變 化而不發(fā)生相變化和化學(xué)變化過程中的熱 c、恒壓熱容：在恒壓條件下，物系升溫 1K所吸收的顯熱 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第三節(jié) 熱容與顯熱計算 數(shù)學(xué)表達式 VV TUC )(???dTδQC vv ?恒容熱容 δQV=dU 由于 PP THC )(???dTδQC pp ?恒壓熱容 δQP= ΔH 由于 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第三節(jié) 熱容與顯熱計算 說明 nRCCVP??對于理想氣體，二者的關(guān)系為： 對于氣體恒有 R〉 0，故有： 或 RCmVm ??,冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 CPm = a + bT + cT2C Pm = a39。 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第二節(jié) 熱力學(xué)第一定 ((律及其應(yīng)用 二、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式 對于封閉物系： ΔU= Q W 若物系發(fā)生微小變化，表達式為 δ U= δ Q δ W 說明： a、式中的 W是總功，是體積功與非體積功之和 b、 U為狀態(tài)函數(shù)，故 ΔU的值與途徑無關(guān)為定值 物理意義：體系內(nèi)能的增加等于體系與環(huán)境間的能量變化。 仔細分析一下就會發(fā)生，雖然右邊每個球產(chǎn)生的力矩大，但是球的個數(shù)少，左邊每個球產(chǎn)生的力矩雖小，但是球的個數(shù)多。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動下去，并且?guī)訖C器轉(zhuǎn)動。如圖所示：輪子中央有一個轉(zhuǎn)動軸，輪子邊緣安裝著 12 個可活動的短桿，每個短桿的一端裝有一個鐵球。內(nèi)能是容量性質(zhì)，具有加和性。在確定的狀態(tài)下內(nèi)能值一定。 特點： a、變化值只與體系的始終態(tài)有關(guān)，而與變化的途徑 無關(guān) b、是單值函數(shù)，連續(xù)的，可微分的 c、具有全微分性 例：封閉物系中，一定物質(zhì)的量的氣體是溫度、壓力的函數(shù)，即 V＝ f(T,p) dPPVdTTVdV TP )()( ?????? 體積的微分可以寫成： 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第一節(jié) 熱力學(xué)基本概念 三、過程與途徑 定義 過程：物系狀態(tài)發(fā)生的任何變化稱為過程 途徑：物系狀態(tài)發(fā)生變化的具體步驟 始態(tài) 終態(tài)（ n ， T1， P1， V1） — — → （ n ， T2， P2， V2） 途徑 I 等 T 等 P （ n ， T1， P2， V`2） 途徑 II例： 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第一節(jié) 熱力學(xué)基本概念 幾個重要的過程 a ）等溫過程： T 始 =T 終 =T 環(huán)b ）等壓過程： P 始 =P 終 =P 環(huán)c ）等容過程： V 始 =V 終d ）等溫等壓過程： a ， b 二者都具備e ）絕熱過程：體系與環(huán)境之間沒有熱量傳 遞，只有功的傳遞f ）循環(huán)過程：體系由一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)一系列 變化過程又回到原來的狀態(tài)）等溫過程： 始 終 環(huán)）等壓過程： 始 終 環(huán)）等容過程： 始 終）等溫等壓過程： ， 二者都具備）絕熱過程：體系與環(huán)境之間沒有熱量傳遞，只有功的傳遞）循環(huán)過程：體系由一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)一系列變化過程又回到原來的狀態(tài)冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 例 1 ：等 T 過程：理氣的等溫膨脹過程( 298 K, 5 Pθ, 1d m3 ) ( 29 8K, Pθ, 5d m3 ) 例 2 ：等 P 過程：理氣的等壓膨脹過程 (298K , Pθ, V1 ) ( 373 K , Pθ, V 2)例 ：等 過程：理氣的等溫膨脹過程例 ：等 過程：理氣的等壓膨脹過程第一節(jié) 熱力學(xué)基本概念 例 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第一節(jié) 熱力學(xué)基本概念 一、熱、功和內(nèi)能 熱 定義 ：物系與環(huán)境之間因溫度差別而交換的能量 符號： 體系從環(huán)境吸熱為 Q0，“ +” 體系向環(huán)境放熱為 Q0， “ ” 單位：國際單位（ SI），焦耳（ J）， KJ 熱量計算： Q=C△ T 冶金學(xué)院硅酸鹽教研室 第一節(jié) 熱力學(xué)基本概念 功 定義 ： 物系與環(huán)境之間除熱之外一切其它方式傳遞的 能量 符號： 體系對環(huán)境做功 W0，“ +” 環(huán)境對體系做功 W0， “ ” 單位：國際單位（ SI），焦耳（ J）， KJ 說明：功和熱都不是體系的性質(zhì)，只與變化的過程 有關(guān)。 a、狀態(tài)一定，體系所有的性質(zhì)都是確定 b、狀
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