物理化学学习教学课件.ppt

0.1 物理化学的目的和内容 0.1 物理化学的目的和内容 0.1 物理化学的目的和内容 0.2 物理化学的研究方法 0.3 物理化学的建立与发展 0.5 物理化学课程的学习方法 §2-9 绝热过程 结论 ：如果从同一始态出发，降低相同的压力，绝热过程中体积的增加总是小于定温过中体积的增加，同理如果两过程膨胀的体积相同，绝热过程中压力的降低总是大于定温过程中压力的降低。因为绝热过程靠消耗热力学能作功，要达到相同终态体积，温度和压力必定比B点低。 QP与QV的关系的推导 对于理想气体， (2)T,V ΔrU2=QV ΔrH2 反应物 T1P1V1 生成物 T1P2V1 (3)T ΔrH3 生成物 (1)T,P ΔrH1=QP T1P1V2 当? =1mol时 在绝热过程中，体系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： 一 绝热过程的定义 对于理想气体，因在任意过程中热力学能的变化值为 dU=nCV,mdT，而 （1）P为常数时（不可逆绝热过程） △U= nCV,m(T2-T1) = -P(V2-V1) （2）绝热可逆过程: nCv,mdT = -PdV ∵理想气体的CV,m不随温度的变化而变化，且R=Cp,m-Cv,m 将上式积分得 一 绝热过程的定义 CV,mln(T2/T1)=-Rln(V2/V1) ∵ T2/T1=(P2V2)/(P1V1),Cp,m=CV,m+R ∴ CV,mln(P2/P1) + CV,mln(V2/V1)=-Rln(V2/V1) CV,mln(P2/P1)=- Cp,m ln(V2/V1) (P2/P1)= (V1/V2)[Cp,m / Cv,m ] 令 为热容商或理想气体绝热指数 则P1V1= P2V2 一 绝热过程的定义 二、绝热过程方程式 理想气体在绝热可逆过程中，P,V,T 三者遵循的关系式称为绝热过程方程式，可表示为： 注（1）、（2）、（3）式只适用于理想气体、绝热可逆过程，称为过程方程。 式中， 均为常数， 。 （1） （2） （3） 从两种可逆膨胀曲面在PV面上的投影图看出： AB线斜率： AC线斜率： 同样从A点出发，达到相同的终态体积，等温可逆过程所作的功（AB线下面积）大于绝热可逆过程所作的功（AC线下面积）。 二等温可逆与绝热可逆过程的比较 等温可逆PV=常数，微分PdV+VdP=0 绝热可逆过程PVr =常数，微分 因为 所以绝热可逆过程中曲线的斜率的绝对值总是比等温可逆过程中曲线的斜率的绝对值大。 二等温可逆与绝热可逆过程的比较 例题 计算1mol单原子理想气体由20℃等压加热到 200 ℃时的Q, △U, △H和W。 解 =（5/2） × 8.314 ×(473-293)=3741J =(3/2) × 8.314 ×(473-293)=2245J W=△U-Q=2245-3741=-1496J 二 理想气体的热容 练习：82页，第三题 解：n=1mol,CV,m=12.47J? K-1 ? mol-1, Cp,m=(12.47J+8.314) J? K-1 ? mol-1 T1=300K P1=101.325KPa V1 T2=T1 P2=P（环） V2 T3=1000K P3=1628.247kPa V3=V2 dT=0 恒外 压（1） 升温 （2） dV=0 P（环） = P2= P3 T2/ T3=488.474kPa W=W1=- P（环）(V2- V1)=- P2 (V2- V1) =-nRT1(1- P2 / P1)=9530J ?U=n CV,m(T3- T1)=8729J, ?H=nCp,m (T3- T1)=14.55kJ Q= ?U-W=-801J §2-6相变焓 一 相与相变化 1、 相的定义 2、相变化的定义 二 相变过程热的计算 2、恒温、恒压、非体积功为零时，物质的量为n的某物质由一相变为另一相时的相变焓: Qp = △相变H= n△相变Hm 三 相变焓与温度的关系 当变温过程中如果有相变化时，则热的求算应分段进行，并加上相变热。 1、摩尔相变焓：以△相变Hm(T)表示，单位J·mol-1 (sub; fus; trs) 解 : 50℃的液态水变作100 ℃的水 Qp1=nCp,m(Tb-T1)=[2×7