[01章_热力学第一定律]课程.ppt

习题讲解 习题19 有1mol单分子理想气体在0℃、105Pa时经一变化过程，体积增大一倍， ΔH=2092J，Q=1674J。（1）试计算终态的温度、压力及此过程的ΔU和W。（2）如果该气体经等温和等容两步可逆过程达到上述终态，试计算Q、W、 ΔU和ΔH。 理想气体绝热过程 在绝热过程中，系统与环境间无热的交换，但可以有功的交换。根据热力学第一定律： 这时，若系统对外作功，热力学能下降，系统温度必然降低，反之，则系统温度升高。因此绝热压缩，使系统温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。 理想气体绝热可逆方程式 因为 代入上式得 因为 代入上式得 习题讲解 习题27 1mol H2在25℃、105Pa下，经绝热可逆过程压缩到体积为5dm3，试求：（1）终态温度T2；（2）终态压力p2；（3）过程的W、ΔU和ΔH。（ H2 可视作理想气体） 实际气体节流膨胀 定义： 意义： 若μJ-T 0,T ↓，正效应 若μJ-T 0,T ↑，负效应 理想气体μJ-T =0 无效应 应用： 气体液化，致冷机 特征： 焦耳-汤姆逊实验装置 节流膨胀：维持一定压力差的绝热膨胀 致冷机 热量不会自发地从低温热源移向高温热源。为了实现这种逆向传热，需要外界作功。致冷机就是以消耗外界能量为代价，使热量从低温物体传到高温物体实现致冷的。致冷机的循环过程是热机的逆循环。典型的致冷机主要由压缩机、冷凝器、热交换器、膨胀机或节流阀等部件组成。 威廉·汤姆逊(开尔文) “我最近相信，当一个人老了的时候，他在家内炉边最欣赏的，就是那些把他带回到大学生活时代的照片……使你们的生活充满光明和纯洁的那些照片……” 76岁的开尔文勋爵，研究生。 威廉·汤姆逊父亲是格拉斯哥大学的数学教授。汤姆逊十岁便入读格拉斯哥大学，约在十四岁开始学习大学程度的课程。汤姆逊后来到了剑桥大学升学，以全级第二名的成绩毕业。 “我在过去55年里所极力追求的科学进展，可以用‘失败’这个词来标志。我现在不比50年以前当我开始担任教授时知道更多关于电和磁的力，或者关于以太、电与有重物之间的关系，或者关于化学亲合的性质。在失败中必有一些悲伤；但是在科学的追求中，本身包含的必要努力带来很多愉快的斗争，这就使科学家避免了苦闷，而或许还会使他在日常工作中相当快乐。” 反应进度 B：参与反应的任意物质 ?B：B的化学计量数，无量纲，与方程式写法有关 对于产物?B取正值，对于反应物?B取负值 例： 3H2 + N2 = 2NH3 ? (H2)= -3 6H2 + 2N2 = 4NH3 ? (H2)= -6 设某反应 则反应进度 ? 的定义为： 和 分别代表组分 B 在起始和 t 时刻的物质的量。 反应热效应 等容热效应 反应在等容下进行所产生的热效应为 ,如果不作非膨胀功， ,氧弹热量计中测定的是 等压热效应 反应在等压下进行所产生的热效应为 ，如果不作非膨胀功，则 当系统发生反应之后，使产物的温度回到反应前始态时的温度，系统放出或吸收的热量，称为该反应的热效应。 反应热 定义：在等温且无非体积功的条件下，反应系统 吸收或放出的热量。 等容反应： 等压反应： 焓的变化 反应物和生成物都处于标准态 反应进度为1 mol 反应 反应温度 标准摩尔焓变 标准摩尔生成焓 在标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物B的反应称B的生成反应。生成反应的摩尔焓变叫B的标准摩尔生成焓(生成焓) 298.15K时的标准摩尔生成焓值有表可查。 稳定单质的生成焓等于零。 （物质，相态，温度） 利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变： 标准摩尔燃烧焓 在标准压力下，反应温度T时，物质B完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓。 用符号 (物质、相态、温度)表示。 298.15 K时的标准摩尔燃烧焓值有表可查。 氧气是助燃剂，燃烧焓等于零。 等任意温度标准摩尔燃烧焓值为零。 （A） （B） （C） (D) 利用各物质的摩尔燃烧焓求化学反应焓变： 习题讲解 习题45 已知C2H5OH(l)在25℃时的标准摩尔燃烧焓为-1367kJ ·mol-1，试用CO2(g)和H20(l)在25℃的生成焓，计算C2H5OH(l)在25℃时的标准摩尔生成焓。 典型例题 典型例题 根据下列数据，求乙烯C2H4(g)在298.15K的标准摩尔生成焓和标