第2章热力学第一定律课件.ppt

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1、第二章热力学第一定律《物理化学》3.Cp,m与Cv,m的关系所以b.理想气体：特点：所以热容的数据单原子分子线性多原子分子非线性多原子分子理想气体RCCm,Vm,P=-例题有1mol单原子分子理想气体(1)求终态温度，压力，和T1,P1,V1T2,P2,V2(1)H=5/2R(T2-T1)温度T24.热容与温度的关系热容与温度的函数关系因物质、物态和温度区间的不同而有不同的形式。最常用的摩尔定压热容（Cp,m）的表达式有两种形式：式中a,b,c,...是经验常数，由各种物质本身的特性决定，可从热力学数据表中查找。4.热容与温

2、度的关系平均摩尔定压热容的值与温度区间的选择有关5.平均摩尔热容（自学要点）例题计算1gN2在101.325kPa下恒压由600C冷却到20C时所放出的热。已知：有三种方法计算？相、相变及相变潜热相：系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。相变：物质从一种相变成另一种相的过程称为相变化，简称相变。2.5相变焓2.5相变焓相变过程有四类（纯物质）气相升华(sub)凝华凝固熔化(fus)固相1固相2晶型转变(trs)凝结蒸发(vap)液相2.5相变焓不可逆相变：可逆相变：定义：T,Ps下发生的（）T（）P平衡相变过程

3、称为可逆相变。（例…）特点：（）T（）P;P=Ps=f（T）;QP=△H（只与始终态有关）可逆相变：相变分类2.5相变焓QP=△相H（只与始终态有关）1.相变焓：一定量的物质在T及温度T的平衡压力下，发生的恒温恒压可逆相变时，系统与环境交换的热称为相变潜热，简称相变热，又称相变焓。用表示。1.相变焓—-特点讨论（1）系统的可逆相变化是在恒温恒压下进行，相变热(相变潜热）在量值上等于相变焓。即只与始终态有关。假设相变焓注意：1.相变焓三者关系摩尔相变焓（物化中常用）比相变焓（化工中常用）单位或注意：1.相变焓（3）不同的相变过程

4、常用符号：液体蒸发（vap）；固体升华（sub）；固体熔化（fus）；晶型转变（trs）。摩尔蒸发焓为摩尔升华焓为摩尔熔化焓为摩尔转变焓正常相变焓（）（2）注意特点：例1.相变焓摩尔凝结焓摩尔凝华焓（4）由状态函数的特点（同一温度下）摩尔凝固焓注意特点：1.相变焓（5）相变化过程的体积功若为气相，为凝聚相（液相或固相）若系统恒温恒压由，则体积功为：若气相可视为理气注意特点：1.相变焓（6）相变化过程的热力学能[变]若相为气相且为理想气体或注意：通常文献给出的只是纯物质在正常熔点下的熔化焓及正常沸点下的蒸发焓，但有时需要

5、其它温度下的相变焓。所以，相变焓与温度的关系值得我们作进一步的研究。设物质B在一定温度为T1及平衡压力p1下，由相转化为相的摩尔相变焓为两相的摩尔定压热容分别为，求在T2时，的2.5.2摩尔相变焓随温度的变化2.相变焓与温度的关系推导由状态函数特点知2.相变焓与温度的关系则因为：所以有：讨论：相变焓随温度变化规律？2.5.2摩尔相变焓随温度的变化注意公式得出的近似处理2.5.3不可逆相变过程的内能变、焓变、功和热功一般可由实际过程直接求算.例:求出；热的求算，通常需先求出或，再由热力学第一律或恒压热与焓变的关系求得。△U,

6、△H求算一般应依据题给条件或可查到的基础热数据设计成经过可逆相变的合理巧妙的过程解题。在所设计的途径中应含有已知的可逆相变和纯P、V、T变化。3.不可逆相变：1molH2O（l）101.325KPa100℃1molH2O（g）40.53KPa100℃不可逆相变1molH2O（g）101.325KPa100℃可逆相变（）T（）Pig（）T△H1△U1△H2△U2△H△U请设计过程计算不可逆相变的焓变？2.5.3相变过程的内能变、焓变、功和热例1：H2O（l）1mol、25℃101.325KPaH2O（g）1mol、140℃50K

7、PaH2O（l）1mol、100℃101.325KPa△1HH2O（g）1mol、100℃101.325KPa不可逆相变可逆相变2.5.3不可逆相变过程的内能变、焓变、功和热例：H2O（l）1mol、100℃101.325KPaH2O（g）1mol、100℃101.325KPaH2O（l）1mol、100℃101.325KPaH2O（g）1mol、100℃101.325KPa问题？[问题]如何把水的室温蒸发设计成可逆过程？或例2.7.1现将小瓶打破，水蒸发至平衡态，求过程的Q，W，U及H。已知：100°C，101.325k

8、Pa，H2O的摩尔蒸发焓为40.668kJ·mol-1。1000C50g50dm3真空，50g水1000C解：由容器容积及100°C下水的饱和蒸气压，可求出蒸发的水的物质的量为：所以剩下的水为：(50–1.63318.015)g=20.58g。2.7化学反应焓热化学（The