第二章热力学第一定律湖北工业大学.ppt

摩尔热容与T 图、表 函数关系式： Cp，m ＝a＋bT＋cT2 ＋dT3 说明： ① 气体热容可用于低压气体 ② 理想气体 CV，m ＝ Cp，m －R (低压气体近似成立) ③ 注意函数关系式应用的相态、温度范围，不能随意 ④ 变化过程中有相变过程时，热的求算应分段进行 ⑤ 理想气体 单原子分子 Cp，m ＝2.5R 双原子分子 Cp，m ＝3.5R 非线型多原子分子 Cp，m ≈4R ⑥ 理想混合气体 Cp，m ＝ 外推 ?上页 下页? ? 返回 2.8 热力学第一定律对理想气体的应用 2.1 热力学概论 2.3 热力学的一些基本概念 2.4 热力学第一定律 2.5 准静态过程与可逆过程 2.6 焓 2.7 热容 热力学研究的目的、内容和方法 化学热力学研究的方法： 化学热力学研究的目的：用化学热力学的理论处理 热力学： 研究系统宏观性质变化与系统性质变化之间关系的科学 化学热力学研究的内容： 热平衡 相平衡 化学平衡 热力学第一定律 ─ 计算变化中的热效应 热力学第二定律 ─ 解决变化的方向和限度 热力学第三定律 ─ 阐明规定熵的数值 热力学基本定律 特定状态函数 状态函数增量 实际问题 演绎推导 计算 宏观性质 热力学方法的优点： 热力学方法的局限： 严谨、普遍、可靠， 不考虑物质的微观结构和过程的细节 只能用于大量粒子组成的系统 对宏观现象仅作宏观了解，不能作微观说明，不能给出宏观性质的数值 热力学的一些基本概念 环境： 作为研究对象的物质及所在空间 系统以外且与系统密切相关的物质及所在空间 系统： 强度性质： 具有部分加和性，反映系统量的特性 不具有部分加和性，反映系统质的特性 广度性质： 状态： 状态函数： 系统的宏观性质，与系统的状态之间存在单值 系统一切性质的总和 状态函数性质： 是系统平衡状态的单值函数 改变量取决于系统的始、末态，与变化过程无关 对应关系 环境 系统 实边界 虚边界 系统 固定边界 活动边界 封闭系统 系统 无物质交换 有能量交换 无物质、能量交换 有物质、能量交换 敞开系统 系统 隔离系统 系统 环境 在数学上： ① ② ③ 若 X= f (x、y、z) 则 ④ 若 X= f (y、z) 则 均相单组分系统： 均相多组分系统： 多相系统： 质量＋两个可独立变化的性质 质量＋两个可独立变化的性质＋组成 相律 描述系统状态所需状态函数数目： 热力学平衡态： 力平衡 热平衡 化学平衡 相平衡 过程： 途径： 系统状态发生的变化 实现某一过程所经历的具体步骤 等温过程： T 初＝ T末＝ Te＝常数 等容过程： 系统体积保持不变 绝热过程： 系统与环境之间无热交换 循环过程： ΔX=0 可逆过程 等压过程： p初＝ p末＝ pe＝常数 相：系统中物理性质和化学性质都均匀的部分 不同的物质 单相，如：理想混合气体，不饱和溶液 多相，如：固体盐＋固体糖 同一物质（水） 单相，如：水蒸气、冰 多相，如：水—水蒸气共存 思考题： 冰块 金属棒是否处于热力学平衡态？ 100℃ 杯中的水处于热力学平衡态？ 所谓平衡态是指在一定条件下，系统中各个相的宏观性质不随时间变化，且将系统与环境隔离，系统的性质仍不改变的状态。仅当系统处于平衡态时，每个相的各种性质才有确定不变的性质 热：Q∕J 功：W∕J 由于温差在系统与环境间产生的能量传递 性质： 能量传递的一种形式，非状态函数，其值与过程有关 系统吸热为正；放热为负 在微小过程中的改变量为 δQ 功＝ 广义力 × 广义位移 电功＝外加电势差 × 所通过电量 表面功＝表面张力 × 面积改变量 性质： 能量传递的一种形式，非状态函数，其值与过程有关 系统做功为负；得功为正 在微小过程中的改变量为 δW 体积功： dl ∵ dV=A×dl ∵ Fe= pe×A δW= －F外×dl ∴ δW= －pe×A×dl＝ －pe×dV 系统由 p1、 V1、 T1 p2、 V2、 T2 We=－ 气 体 A 环 p 热 源 环 p 热 源 气 体 A 热力学能：U∕J、kJ 热力学能，系统内所有粒子除整体势、动能外全部能量的总和。 性质： 系统的广度性质，状态函数 组成一定的系统，当其发生一单纯pVT变化时有 绝对值不可求 U= f (T、V) 热力学第一定律 ΔE=Q+W ΔU=Q+W 宏观静止系统 无整体运动 无特殊外力场 系