第2章热力学第一定律.ppt

例题 　　2mol单原子理想气体Ａ，由350K，72.75dm3的始态，分别经下列过程到达各自的平衡末态。分别计算各过程的Ｑ，Ｗ，△Ｕ，△Ｈ。 （３）绝热可逆膨胀至120dm3 ； 绝热过程：Ｑ＝０ 例题 　　2mol单原子理想气体Ａ，由350K，72.75dm3的始态，分别经下列过程到达各自的平衡末态。分别计算各过程的Ｑ，Ｗ，△Ｕ，△Ｈ。 （４）反抗恒定外压121.25kPa绝热膨胀至120dm3。 绝热过程：Ｑ＝０ 由△Ｕ＝Ｗ求出Ｔ２： §2.9 节流膨胀与焦耳—汤姆逊实验 1、焦耳-汤姆逊实验 2、节流膨胀过程的热力学特征 3、焦耳-汤姆逊系数 １、焦耳—汤姆逊实验 焦耳实验（1843年）：低压气体自由膨胀 焦耳—汤姆逊实验（1852年）： 结论：一定量理想气体热力学能和焓仅是温度的函数。 始末态压力保持恒定不变的绝热膨胀过程； 结论：一定量真实气体的U和H不仅是温度的函数， 还与p或V有关。 １、焦耳－汤姆逊实验 　　在绝热条件下，气体的始末态压力分别保持恒定的膨胀过程，称为节流膨胀过程。 始态： p1,V1 ,T1 末态： p2,V2 ,T2 p1,V1 ,T1 p1 刚性绝热多孔塞 绝热壁 p2 绝热活塞 p1p2 １、焦耳—汤姆逊实验 室温常压下的多数气体经节流膨胀后温度下降产生致冷效应； 室温常压下少数气体经节流膨胀后温度升高，产生致热效应； 气体压力足够低时节流膨胀后温度基本不变。 焦耳—汤姆逊效应（节流效应）： 节流过程的应用：制冷，气体液化等工业。 ２、节流膨胀过程的热力学特征 节流膨胀为压力降低过程（dp0）； 节流膨胀为绝热过程（Q=0）； 节流膨胀为恒焓过程（ΔH=0）。 p1,V1 ,T1 p1 刚性绝热多孔塞 绝热壁 p2 绝热活塞 注意 ３、焦耳－汤姆逊系数（Joule-Thomson coefficient） 定义: 称为焦耳-汤姆逊系数,或节流膨胀系数； 它表示经节流过程后气体温度随压力的变化率。 0 节流膨胀后，气体温度降低（致冷效应）； 0 节流膨胀后，气体温度升高（致热效应）； =0 节流膨胀后，气体温度不变（理想气体）。 课后作业 P66： 习题 2.23， 2.24 * 功（work） * * * * * * * 1、标准摩尔生成焓 1、标准摩尔生成焓 　　一定温度下化学反应的标准摩尔反应焓，等于同样温度下反应前后各物质的标准摩尔生成焓与其化学计量数的乘积之和。 2、标准摩尔燃烧焓 例如：在298.15 K及标准压力下： 上述标准摩尔反应焓即为CH3COOH（l）的标准摩尔燃烧焓（standard molar enthalpy of combustion ）： 2、标准摩尔燃烧焓 一定温度下化学计量数 的有机物B与氧气进行完全燃烧反应生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓，称为物质B在该温度下的标准摩尔燃烧焓，用下述符号表示： 一般298.15 K时的数据有表可查。 燃烧完全产物的规定; 注意 燃烧完全产物的标准摩尔燃烧焓为零； 2、标准摩尔燃烧焓 依据： 有机化学反应中，所有反应物与产物完全燃烧后均得到同样数量的CO2(g)，H2O(l)及其它规定的燃烧产物。 　　一定温度下有机化学反应的标准摩尔反应焓，等于同样温度下反应前后各物质的标准摩尔燃烧焓与其化学计量数的乘积之和的负值。 2、标准摩尔燃烧焓 [问题] 示例： 3、 随温度的变化-基希霍夫公式 公式推导： dH1 dH2 =dH1+dH2 状态函数法： 若 ， 表明反应的标准摩尔反应焓 不随温度变化而变化。 3、 随温度的变化-基希霍夫公式 若 ，表明反应的标准摩尔反应焓 随温度升高而增大； 若 ， 表明反应的标准摩尔反应焓 随温度升高而减小； 基希霍夫公式： 　　标准摩尔反应焓随温度变化是由于产物与反应物的热容值不同而引起的。 3、 随温度的变化-基希霍夫公式 微分式： 积分式： 　　公式应用时积分区间不得有相变，否则需分段积分。 基希霍夫公式 注意 ４、恒容反应热与恒压反应热的关系 恒压热效应 ：反应恒温恒压下进行所产生的热效应，如果不作非体积功，则 。 恒容热效应 ：反应恒温恒容下进行所产生的热效应，如果不作非体积功，则 。 凝聚态化学反应： 注意 有气体参与的化学反应： 4、恒容反应热与恒压反应热的关系