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1、物理化学(Ⅰ)(PHYSIVALCHAMISTRY)(6)3-9封闭系统的热力学基本关系式Fundamentalequationsofthermodynamicsforclosedsystem将U=A+TS代入将H=G+TS代入若w’=0GibssEquations将U=H-pV代入适用条件:(1)封闭系统,w’=0的任意可逆过程(2)组成不变、均相封闭系统中,w’=0的任意过程(无相变和化学反应的可逆与不可逆过程)应用:(1)计算单组分、均相系统的状态函数的变化例:对理想气体等温过程(2)导出许多有用的热力学关系式①②Maxwellequations③内能和焓随压力、体积的变
2、化(Internalpressure)④热容随压力、体积的变化⑤定压热容和定容热容的关系代入(1)式⑥Gibss-Helmholtz方程Gibss函数、Helmholtz函数与温度、压力、体积的关系Gibss-helmholtz方程H2O(l,263.15K,p0)H2O(s,263.15K,p0)对相变H2O(l,263.15K,p0)H2O(s,263.15K,p0)将ΔH(273K)=-6.02kJ.mol-1,ΔCp=-37.7JK-1.mol-1代入,解得C=4272ΔG1=0ΔG2=-214J.mol-1习题课(热力学第二定律)一.内容小结:(1)S、G、A的定义,
3、作用,计算(2)封闭系统热力学基本关系式:形式、使用条件、应用3.过程方向的判据状态函数适用系统适用过程判别方式二、讨论:7.判断下列说法是否正确(1)在可逆过程中系统的熵值不变。(5)G是系统能作非体积功的能量(15)如果系统经历一个熵不变的过程,一定是绝热可逆过程(3)某系统由状态A出发,分别经过绝热可逆过程1和绝热不可逆过程2到达状态B,则ΔS1=0,ΔS2>0,所以ΔS1<ΔS2,此结论对吗?为什麽?(3)在恒温恒压下可逆电池的反应(4)实际气体的节流膨胀(5)等温等压不可逆相变9、有人说,如果一个化学反应的ΔHm0与温度无关,则ΔSm0也与温度无关,这种说法有无道理?
4、34、因为在等温等压下进行的化学反应无论是否可逆,其反应热均等于该反应的ΔH,所以无论反应是否可逆ΔS=Q/T=ΔH/T,对吗?58、试证明:理想气体从同一状态出发,分别经绝热可逆过程和绝热不可逆过程到达相同的压力,则绝热可逆过程的功最大。17、试判断下列过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔA,ΔG的值是正、是负、是零还是无法确定?(a)1000C,101325Pa下,水可逆蒸发成水蒸气。(b)1000C,101.325Pa的水向真空蒸发成同温同压下的水蒸气。(c)H2(g)和O2(g)在绝热的刚性容器中发生下述反应:2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)(d)室温下H2(g)
5、的节流膨胀过程(已知室温下H2的μJ-T<0)3.例题:1.已知在一个绝热容器中充有H2(g)和Ar(g),中间有一绝热壁隔开,其状态如图所示。现将此绝热壁换成一可以自由移动的导热活塞,待体系达到平衡后,求此过程的ΔH和ΔS.1molH2(g)287K,101325Pa1molAr(g)303K,101325Pa2.A和B为两个固体热源,温度分别为TA=400K,TB=300K,热容分别为CA=25JK-1,CB=30JK-1,由于固体的热膨胀系数很小,所以当温度变化不大时可以忽略体积的变化。现将A、B同置于一绝热容器中,(1)让A和B相接触不可逆传热至等温后,计算终态温度T2
6、.(2)试计算,A和B在温度变为等温的可逆过程中,最多能做多少功?3.将一个装有0.01mol乙醚的微小玻璃泡放入一个充有350C,1013250Pa的N2(g)的容积为10dm3绝热容器中。现将玻璃泡打碎,使乙醚全部气化为气体,试求:(1)最终达到的平衡温度,(2)以整个容器为系统,求此过程的ΔH和ΔS.已知:乙醚的正常沸点为350C,乙醚在350C的气化热为25.1kJmol-1,乙醚(液)、乙醚(气)和N2(g)的Cp,m分别为172、108和29.1JK-1mol-1.(4)已知纯物质的平衡稳定条件为请证明:任一纯物质经绝热可逆膨胀后压力必然降低。复习:3.9阅读:5.
7、1,5.2作业:11,16,25,32,[A]problems5.11,5.13