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1、§2.4摩尔热容热显热（pVT变化中的热）潜热（相变热）反应热(焓)摩尔热容相变焓标准摩尔生成焓和燃烧焓主要介绍摩尔定容热容和摩尔定压热容11.热容(heatcapacity)定义:纯物质在非体积功为零、无相变化、无化学变化时，系统温度升高1K所需的热。单位J·K-1纯物质状态1状态2Q，dT2测定：在一刚性容器中放入1mol纯物质，始态T1、V1，在不发生化学变化及相变化的前提下给以一定的热使之恒容升温，测出热QV与温度T的对应变化关系。因系统吸热，QV为正值。TTAT1QV曲线斜率mA的物理意义为摩尔
2、定容热容2.摩尔定容热容3对恒容过程状态1状态21mol物质单纯pVT变化；汽、液、固低压下忽略压力的影响4CV,m的性质：1.为物质的特性，随物质而不同。2.因QV为正值，CV,m永为正值。3.有适用的温度范围。4.CV,m的量纲：J•mol-1•K-1或J•mol-1•℃-1J•kg-1•K-1或J•g-1•K-15.∵U=QV∴5CV,m的应用举例应用a:求一定量某物质的恒容显热QV。注意：1.热的正负号的产生是由始末态在计算式中自然体现出来的。2.表达物质量的单位与热容中的单位应一致。3.若CV,m=f(T)
3、,计算时对该式进行具体积分。6b:计算恒容单纯pVT变化时系统的UV。（气液固均可）c:计算理想气体系统单纯pVT变化时系统的U。对pg:无相变、化学变化时，U=f(T)，即ΔUT=07nmolpgnmolpgT1、p1、V1T2、p2、V2ΔU=?nmolpgT2、p'、V1T1、p'、V2ΔUTΔUVΔUVΔUT对理想气体系统，ΔUT=0，使上式不受恒容限制，对任意PVT变化均可。对不可压缩固体、液体,因同样有ΔUT≈0，使上式对固、液体的单纯PVT变化一般可近似适用，不再受恒容限制。8例：压缩机快速压缩理想气
4、体，已知CV,m=25.29J·mol-1·K-1求：1mol空气由始态变到末态的Q、W、U为多少？始态p1=101.325kPaT1=298.15KV1末态p3=192.5kPaT3=352.15KV3p1T2=T3=352.15KV2=V1(1)恒容升温dV=0(2)恒温压缩dT=09解：∵快速压缩过程可视为绝热过程，∴Q＝0过程（1）：恒容,dV=0,U1=nCV,m(T2－T1)过程（2）：恒温，dT=0,U2＝0U=U1+U2=U1=nCV,m(T2－T1
5、)=1×25.19×(352.15－298.15)=1366J由热一律W=U=1366J该例说明：非恒容过程103.摩尔定压热容1mol纯物质状态1状态2Cp,m的应用举例：a:求一定量某物质的恒压显热Qp11c:计算理想气体系统单纯pVT变化时系统的H。对理想气体系统，HT=0，使上式不受恒压限制对任意PVT变化均可。当不考虑固体、液体的可压缩性时，同样有HT=ΔUT+Δ(pV)T=Δ(pV)T≈0，上式不再受恒压限制，对不可压缩固体、液体的单纯PVT变化近似计算。注意：1.非恒压条件下，用Cp,m可计算系统
6、的焓变，但此时与过程的热已无任何关系。b:计算恒压单纯pVT变化时系统的Hp2.理想气体的摩尔定压热容与压力无关。124.和的关系由13代入上式有：14物理意义：同1mol物质，在同一温度下，恒压升温与恒容升温1K所需的热量之差，因而起。1215单原子分子双原子分子理想气体：对固体及液体，前一因素为主；对气体，后一因素为主；对pg仅后一因素的作用。对pg混合物，Cp,m（mix)=∑y(B)Cp,m(B);CV,m（mix)=∑y(B)CV,m(B)16(2)对于凝聚态物质：本课程涉及有关计算时，可采用Cp,m≈CV
7、,m(2)对于凝聚态物质：(1)对于理想气体：Cp,m≈CV,m单原子理想气体，CV,m=1.5R双原子理想气体，CV,m=2.5R固、液体的体积随温度的微小变化可忽略时，17例.容积为0.1m3的恒容容器中有4molAr(g)及2molCu(s)，始态温度为0℃。现将系统加热至100℃，求过程的Q、W、U及H。已知Ar(g)及Cu(s)的、Cp,m分别为和，并假设其不随温度变化解：n(Ar)=4moln(Cu)=2molT1=273.15Kn(Ar)=4moln(Cu)=2molT2=373.15K恒容18又因过
8、程恒容，故Ar(g)可看作理想气体194.和随T的关系三种表示方法：（1）数据列表：（2）曲线：直观（3）函数关系式：便于积分、应用205.平均摩尔热容的定义：恒压热的计算公式:——即单位物质的量的物质在恒压且非体积功为零的条件下，在T1——T2温度范围内，温度平均升高单位温度所需要的热量TT2T1Cp,mCp,m,2Cp,m,1
