热力学第一定律中药.ppt

四、理想气体的绝热过程 绝热过程与定温可逆过程的比较 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 第八节、热化学和化学反应的热效应 等压、等容热效应 二、热化学方程式 热化学方程式 热化学方程式 第九节、盖斯定律（Hess’s law） 第十节、 几种热效应 一、生成热 化合物的生成焓 化合物的生成焓 二、燃烧热（焓） 燃烧焓 利用燃烧焓求化学反应的焓变 利用燃烧焓求生成焓 三、溶解热 指定产物通常规定为： 金属? 游离态 显然，规定的指定产物不同，焓变值也不同，查表时应注意。298.15 K时的燃烧焓值有表可查。 所谓完全燃烧是指被燃物质变成最稳定的氧化物或单质。 例如：在298.15 K及标准压力下： 则 显然，根据标准摩尔燃烧焓的定义，所指定产物如 等的标准摩尔燃烧焓，在任何温度T时，其值均为零。 如前述利用生成焓求化学反应的焓变推导方法相似，任意化学反应的焓变值等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物燃烧焓的总和。 例如：在298.15 K和标准压力下，有反应： （A） （B） （C） (D) 则 用通式表示为： 用这种方法可以求一些不能由单质直接合成的有机物的生成焓。 该反应的反应焓变就是 的生成焓，则： 例如：在298.15 K和标准压力下： 溶解热是指溶解过程中的焓变值，它包括破坏溶质晶格的晶格能、电离能及溶剂化热等的总和，通常分为两种： （）积分溶解热：一定量的溶质溶于一定量的溶剂中所产生的热效应的总和。这个溶解过程是一个溶液浓度不断改变的过程。 1mol溶质的溶解热称为摩尔积分溶解热，它不但与溶质、溶剂的种类及溶液的浓度有关，而且还与体系所处的温度和压力有关， 如不注明通常指298.15K和101.325kPa。一些物质在不同浓度的可由手册中查得。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 1.理想气体绝热可逆过程方程式 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可得： 这时，若体系对外作功，内能下降，体系温度必然降低，反之，则体系温度升高。因此绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。 ，因为 所以 对于理想气体的绝热可逆过程，若非体积功为 零，则 因为 所以 ，或 积分： 因为理想气体 ，代入上式得： 两边同除以CV，并令 （绝热指数） 于是上式可写成： K为常数。若将T = pV/nR 代入上式得： 为另一常数。若将V =nRT/p 代入式（1）得： 所以： 或 （1） （2） （3） 式（1)、（2）、（3）均为理想气体在 条件下的绝热可逆过程中的过程方程式。 2.绝热过程的功 因为Q=0, 所以 若温度范围不太大，CV可视为常数，则 W=－ CV (T2－T1)=CV (T1－T2) （1） 对理想气体，Cp－CV＝ nR，则 积分： 带入（1） ， （2） 式（1）和（2）均可用来计算理想气体的绝热功。 因为计算过程中未引入其它限制条件，所以该公式（1）、（2）适用于定组成封闭体系理想气体的一般绝热过程，不一定是可逆过程。 理想气体定温可逆膨胀所作的功显然会大于绝热可逆膨胀所作的功，这在P-V-T三维图上看得更清楚。 在P-V-T三维图上，黄色的是等压面；兰色的是等温面；红色的是等容面。 体系从A点等温可逆膨胀到B点，AB线下的面积就是等温可逆膨胀所作的功。 绝热过程与定温可逆过程的比较 绝热可逆过程的膨胀功 如果同样从A点出发，作绝热可逆膨胀，使终态体积相同，则到达C点，AC线下的面积就是绝热可逆膨胀所作的功。 显然，AC线下的面积小于AB线下的面积，C点的温度、压力也低于B点的温度、压力。 从两种可逆膨胀曲面在PV面上的投影图看出： 两种功的投影图 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）。 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。 研究化学反应的热效应的学科称为热化学。它是热力学第一定律在化学过程中的具体应用。 一、定容反应热与定压反应