物理化学知识点.doc

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1、第二章热力学第一定律容摘要n热力学第一定律表述n热力学第一定律在简单变化中的应用n热力学第一定律在相变化中的应用n热力学第一定律在化学变化中的应用一、热力学第一定律表述适用条件：封闭系统的任何热力学过程说明：1、2、U是状态函数，是广度量W、Q是途径函数二、热力学第一定律在简单变化中的应用----常用公式及基础公式1、常用公式过程WQΔUΔH理想气体自由膨胀0000理想气体等温可逆－nRTln（V2/V1）；－nRTln（p1/p2）nRTln（V2/V1）；nRTln（p1/p2）00等容任意物质0∫n

2、Cv.mdT∫nCv.mdTΔU+VΔp理想气体0nCv.m△TnCv.m△TnCp.m△T等压任意物质－PΔV∫nCp.mdTΔH－pΔVQp理想气体－nRΔTnCp.m△TnCv.m△TnCp.m△T理想气体绝热过程Cv.m(T2－T1)；或0nCv.m△TnCp.m△T可逆(1/V2γ-1－1/V1γ-1)p0V0γ/(γ－1)2、基础公式热容Cp.m=a+bT+cT2(附录八)l液固系统----Cp.m=Cv.ml理想气体----Cp.m-Cv.m=Rl单原子:Cp.m=5R/2l双原子:Cp.m

3、=7R/2lCp.m/Cv.m=γ理想气体•状态方程pV=nRT•过程方程恒温:•恒压:•恒容:•绝热可逆:三、热力学第一定律在相变化中的应用----可逆相变化与不可逆相变化过程1、可逆相变化Qp=nΔ相变HmW=-pΔV无气体存在:W=0有气体相,只需考虑气体,且视为理想气体ΔU=nΔ相变Hm－pΔV2、相变焓基础数据及相互关系Δ冷凝Hm(T)=－Δ蒸发Hm(T)Δ凝固Hm(T)=－Δ熔化Hm(T)Δ凝华Hm(T)=－Δ升华Hm(T)(有关手册提供的通常为可逆相变焓)3、不可逆相变化Δ相变Hm(T2)=

4、Δ相变Hm(T1)+∫Σ(νBCp.m)dT解题要点：1.判断过程是否可逆;2.过程设计,必须包含能获得摩尔相变焓的可逆相变化步骤;3.除可逆相变化,其余步骤均为简单变化计算.4.逐步计算后加和。四、热力学第一定律在化学变化中的应用1、基础数据标准摩尔生成焓ΔfHθm,B(T)（附录九）标准摩尔燃烧焓ΔcHθm.B(T)（附录十）2、基本公式n反应进度ξ=△ξ=△nB/νB=(nB-nB.0)/νBn由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓ΔrHθm.B(T)=ΣνBΔfHθm.B(T)n由标准摩尔燃烧焓计算标

5、准摩尔反应焓ΔrHθm.B(T)=-ΣνBΔcHθm.B(T)(摩尔焓----ξ=1时的相应焓值)n恒容反应热与恒压反应热的关系Qp=ΔrHQv=ΔrUΔrH=ΔrU+RTΣνB(g)nKirchhoff公式微分式dΔrHθm(T)/dT=ΔrCp.m积分式ΔrHθm(T2)=ΔrHθm(T1)+∫Σ(νBCp.m)dT本章课后作业：教材p.91-96（3、4、10、11、16、17、38、20、23、24、28、30、33、34）第三章热力学第二定律容摘要1、导出三个新的状态函数——熵、亥姆霍兹函数、吉

6、布斯函数2、过程方向和限度的判断依据——熵判据；亥氏函数判据；吉氏函数判据3、熵变、亥氏函数变、吉氏函数变计算——简单变化、相变化、化学变化4、热力学函数归纳——热力学基本方程一、卡诺循环（热功转换的理论模型）1、卡诺循环的组成1、恒温可逆膨胀Q1=—W1=nRT1ln(V2/V1)2、绝热可逆膨胀Q’=0W’=nCv.m(T2—T1)3、恒温可逆压缩Q2=—W2=nRT2ln(V4/V3)4、绝热可逆压缩Q’’=0W’’=nCv.m(T1—T2)∵△U=0(V2/V1)=—(V4/V3)∴－W=Q=Q1

7、+Q22、热机效率通式可逆热机讨论：1、可逆热机效率只取决于高、低温热源的温度2、低温热源和高温热源温度之比越小，热机效率越高3、温度越高，热的品质越高结论：1、卡诺热机效率最大2、卡诺循环的热温商之和等于零∑（Q/T）=03、卡诺定理“在高低温两个热源间工作的所有热机中，以可逆热机的热机效率为最大。”由卡诺定理得出整理后可得：＜0不可逆循环＝0可逆循环上式适用与任何工质和任何变化的循环过程。4、卡诺定理推论在高温、低温两个热源间工作的所有可逆热机，其热机效率必然相等，与工质及其变化的类型无关。二、热力学

8、第二定律1、自发过程及其特点举例水的流动气体的扩散热量的传递溶质的扩散自发方向高处→低处（h1→h2）高压→低压(P1→P2)高温→低温（T1→T2）高浓区→低浓区（C1→C2）限度水位相等压力相等温度相等浓度相等判断依据△h＜0△P＜0△T＜0△C＜0反自发耗功（泵）（压缩机）（冷冻机）（浓差电池）一个自发过程发生之后，不可能使体系和环境都恢复到原来状态而不留下任何影响。2、自发过程的共同特征1、自发过程具有作功能力，是热力