第2章热力学热一定律.pptVIP

物理化学 第二章 热力学第一定律 The First Law of Thermodynamics;第二章热力学第一定律 The First Law of Thermodynamics;§2-1热力学基本概念及术语;一、系统与环境 (system and surroundings );二、系统的性质 The Properties of System;三、状态和状态函数;研究热力学状态函数说明几点： 1、描述系统的状态并不需要全部性质的罗 列，用独立变化的变量来描写。 2、热力学研究的系统是平衡态，即系统的 状态函数不随时间变化。 热平衡 机械平衡 化学平衡和相平衡;四、平衡态;五、过程和途径 Process and Path;六、过程函数;由于系统体积变化，系统与环境交换的能量称为体积功。（Ｗ? ＝０ 时的Ｗ）　;微小功：　　 功：　;可逆体积功;功与过程(一次等外压膨胀）;功与过程（多次等外压膨胀）;功与过程（可逆膨胀）;例1：1mol理想气体经历如下过程，计算功。;七 、热力学能(Thermodynamics Energy);对热力学能讨论：;§2-2 热力学第一定律First Law of Thermodynamics; 系统的能量增量＝ ?U 　　　　　　　　　　　　　　　　　 环境的能量增量＝ －（Q＋W）;1、系统为隔离系统时，Q=0，W=0，△U=0； 2、热力学能是状态函数只与始末态有关，与过程 无关， 而功和热是途径函数，与过程有关。;;理想气体向真空膨胀热力学能不变，实验结果： dU=0，dT=0，dV≠0;§2-3 恒容热、恒压热及焓 Heat at constant volume， Heat at constant pressure and Enthalpy;一、恒容热与热力学能变 Heat at constant volume and Thermodynamics Energy;二、焓的定义The definition enthalpy;三、恒压热与焓变 Heat at constant pressure and Enthalpy;1、QＰ＝ ?H ，因此，恒压热只取决于始末态， 与过程的具体途径无关； 2、焓是状态函数，具有能量单位； 3、焓没有明确的物理意义，特殊情况下等于热； 4、由于热力学能没有绝对值，所以焓也没有绝对值； 5、理想气体简单pVT变化时热力学能只是温度的函数，则 焓H＝U＋pV也只是温度的函数。;四、QV＝?U、QP＝?H两公式的意义;例：理想气体如下过程：;§2-4 摩尔热容 Molar Heat Capacity;一、定容摩尔热容：CV，m Molar Constant-Volume Heat Capacity;二、定压摩尔热容：CP，m Molar Constant-Pressure Heat Capacity;恒容摩尔热容和恒压摩尔热容对理想气体的应用;例：压缩机气缸吸入101.325kPa 、25℃的空气，经压缩后压力提高到192.5kPa ，温度为79 ℃，已知 CV，m=25.29 J/mol· K，试求每压缩1 mol空气时的功W。;三、CV，m与CP，m的关系Relationship between CV，m and Ｃp，m;四、CP，m与T的关系 Relationship between Cp，m and T;1、 CP=f(T)，CV=f’(T)可以从理想气体的热力学能和焓只 是温度的函数性质证明，因此适用于低压下的气 体。对高压气体必须作压力修正； 2、对液体与固体CP与CV差别较小，可以近似相等； 3、理想气体的热容通常情况下可以近似为常数： 单原子分子：CP，m =（5/2）R，CV，m=（3/2）R 双原子分子：CP，m =（7/2）R，CV，m=（5/2）R;§2-5热力学第一定律对理想气体的应用 The First Law of Thermodynamics applied in perfect gas ;一、理想气体的热力学能和焓 Thermodynamics energy and enthalpy of perfect gas ;二、理想气体恒温过程isothermal process of of perfect gas ;三、理想气体恒容、恒压过程 constant pressure ， constant volume process of perfect gas ;四、理想气体绝热过程 adi