理想气体的热力学能、焓及热容

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1、3.3.理想理想气气体的热体的热力力学能学能、、焓及热容焓及热容(1)(1)理想气理想气体体的热的热力力学能学能和焓和焓v焦耳实验（空气向真空膨胀）J.P.Joule，1845年：自由膨胀，W＝0；吸热表明体积增大时，热力学能增加。结果：DT＝0结论：空气真空低压气体的热力学能只取(p»2MPa)绝热水浴决于温度，而与p、V无关。焦耳定律：定量理想气体的热力学能U只是温度的函数。æ¶Uöæ¶Uö即U＝f(T)或ç÷=0çç÷÷=0è¶VøTè¶pøT现代实验表明:起始压力越低，结果越正确。若p→0，理想气体完

2、全正确。推论：推论：uu定量定量理理想想气体的气体的焓焓也只也只是是温度的温度的函数函数。推论过程：H＝U＋pV=U+nRT，¶H¶U¶(pV)()=()+[]TTT¶V¶V¶V¶(nRT)=0+[]=0T¶V¶H同理()T=0所以，------¶p（（2)2)理理想想气体的气体的热容热容任意形态的物质：éæ¶Umöùæ¶VmöCp,m-CV,m=êçç÷÷+púç÷êëè¶VmøTúûè¶Tøp理想气体：æ¶Umöæ¶VmöRçç÷÷=0,再将ç÷=代入è¶VmøTè¶Tøpp得Cp,m－CV,m=R统计热

3、力学：在不高的温度范围内，理想气体Cp,m－CV,m=R单原子分子双原子分子35CRRV,m2257CRRp,m22Cp,m57g=CV,m35def定义Cp/CVg热容比附录IVP2784.4.定容定容变变温和定温和定压压变温变温过程过程DDUU、、DDHH的计算的计算¶U¶HmC(T)＝(m),C(T)=()V,mVp,mp¶T¶T在定容条件下，不发生化学变化及相变化:dU=nC(T)dTmV,mT2DU=ònCV,m(T)dTQVT1在定压条件下，不发生化学变化及相变化:T2DH=ònCp,m(T)dT

4、QpT1讨论：计算理想气体的热力学能变或焓变时是否需要考虑定容或定压条件?提示：UU==ff((TT))HH==ff((TT))只要理想气体的始、终态一定：T2DU=nC(T)dTòV,mT1不论经历多少个任何过程。T2DH=nC(T)dTòp,mT1关于关于DDUU、、DDHH计算的计算的总总结：结：T2DU=ònCV,m(T)dTg,l,s:定容T1DH=DU+D(pV)T2DH=nC(T)dTg,l,s:定压òp,mT1理想气体