内容发布更新时间 : 2024/6/3 21:05:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第二章?热力学第一定律
??热力学第一定律表述
内容摘要
?热力学第一定律在简单变化中的应用 ?热力学第一定律在相变化中的应用 ?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
?U?Q?W dU??Q??W
适用条件：封闭系统的任何热力学过程 说明：1、W??pambdV?W? 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 理想气体自由膨胀 W 0 Q 0 ΔU 0 ΔH 0 －nRTln（V2/V1）； nRTln（V2/V1）； 理想气体等温可逆 nRTln（p1/p2） 0 0 －nRTln（p1/p2） 任意物质 等 容 理想气体 任意物质 等 压 理想气体 理 想 气 体 绝 热 过 程 2、基础公式
热容 Cp.m=a+bT+cT2 (附录八) ? 液固系统----Cp.m=Cv.m ? 理想气体----Cp.m-Cv.m=R ? 单原子: Cp.m=5R/2 ? 双原子: Cp.m=7R/2 0 0 ∫nCv.mdT nCv.m△T ∫nCp.mdT nCp.m△T 0 可逆 (1/V2γ∫nCv.mdT nCv.m△T ΔH－pΔV ΔU+VΔp nCp.m△T Qp nCp.m△T nCp.m△T γ－PΔV －nRΔT Cv.m(T2－T1)； 或 nCv.m△T nCv.m△T -1 －1/ V1γ-1)p0V0/(γ－1) ? Cp.m / Cv.m=γ
理想气体
? 状态方程 pV=nRT ? 过程方程 恒温:p1V1?p2V2
1
? 恒压: V1/T1?V2/T2 ? 恒容: p1/ T1?p2/ T2
??? 绝热可逆: p1V1?p2V2
?1???1?? T1p1 ? T2p2
??1TV ? T2V2??1 11三、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Hm W = -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 － pΔV 冷凝凝固凝华2、相变焓基础数据及相互关系 Δ
ΔΔ
3、不可逆相变化 Δ
Hm (T) = －ΔHm (T) = －ΔHm (T) = －Δ
蒸发熔化升华Hm (T) Hm (T) Hm (T) (有关手册提供的通常为可逆相变焓)
相变Hm(T2) = 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 ΔfH2、基本公式
?反应进度 ξ=△ξ= △nB /νB = (nB-nB.0) /νB ?由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓 ΔrH?由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 ΔrH?恒容反应热与恒压反应热的关系
Qp =ΔrH Qv =ΔrU ΔrH =ΔrU + RTΣνB (g) ?Kirchhoff 公式 微分式 dΔr H 积分式 Δr H
本章课后作业：
θθ
θθ
θθ
m,B (T) （附录九） m.B (T)（附录十）
标准摩尔燃烧焓 ΔcHm.B (T)= Σm.B (T)=-Σ
νBΔfHνBΔcHθ
m.B (T) m.B (T)
θ
(摩尔焓---- ξ=1时的相应焓值)
m (T) / dT=Δr Cp.m θ
m (T2) = Δr Hm (T1)+∫Σ(νBCp.m)dT
教材p.91-96（3、4、10、11、16、17、38、20、23、24、28、30、33、34）
2
第三章 热力学第二定律
内容摘要
1、导出三个新的状态函数——熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数
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= nRT1 ln (V2/V1)
2、绝热可逆膨胀 Q’=0 W’=nCv.m(T2—T1)
3、恒温可逆压缩 Q2 = —W2 = nRT2 ln (V4/V3)
4、绝热可逆压缩 Q’’ = 0 W’’ = nCv.m(T1—T2)
∵ △U = 0 (V2/V1) = —(V4/V3)
∴ －W = Q = Q1 + Q2
2、热机效率 通式 ? = -WQ1?Q2= Q1Q1WQ1Q1?Q2=Q1T=12- T1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）=0 3、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 ?ir??r 得出
Q2T??2 Q1T1整理后可得： ＜0 不可逆循环
?(
?Q)?0T?3