物理化学-第一章热力学第一定律-new概要.ppt

例：葡萄糖在细胞呼吸中的氧化作用如下： C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g) 已知 C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g) △rHm0(298K)=-2801.71kJ.mol-1 218.9 29.36 75.30 37.13 Cp,m ? J.mol-1.K-1 假设：各物质在298－310K温度范围内 不变，求在生理温度310K时该反应 的热效应 Cp,m ? ?rHm(310K)=?rHm(298K)＋ ?Cp (T2-T1) * 例：计算下列反应在100kPa,100℃ 时的等压热效应 H2(g) + 1/2O2(g) ? H2O(l) 解：查表，得如下数据（298K） H2(g) + 1/2O2(g) ? H2O(l) △fHm0 0 0 -285.8 KJ.mol-1 28.84 29.36 75.30 J.K-1.mol-1 △rHm0298=-285.8kJ·mol-1 ?CP =75.30－(28.84 +1/2×29.36)=31.78J.K-1.mol-1 Cp,m ? * △rHm0373= △rHm0298+?CP (T2－T1) = -285.8+31.78×(373.15－298.15) ×10-3 = -283.42kJ.mol-1 * 思考：在上题的基础上已知100 ℃, 101.325kPa时水的汽化热为 40.65kJ.mol-1求 H2(g) + 1/2O2(g) ? H2O(g)的△rHm0373 * 作业：37页： 5，6, 11，13，23，28，30 * 补充：绝热条件下，通过功的计算式， 推导理想气体绝热可逆状态方程式： 热一定律： △U=Q＋W 绝热条件下：Q=0 所以：△U=W ∫ T1 T2 CV dT △U= W= -PidV ∫ V1 V2 ∫ T1 T2 CV dT = -PidV ∫ V1 V2 * 理想气体状态方程：PV=nRT ∫ T1 T2 CV dT = - dV ∫ V1 V2 nRT V 积分： ∫ T1 T2 CV dT = -PidV ∫ V1 V2 对于公式： nRln(V2/V1)= - CVln(T2/T1) 利用： CP –CV=nR; (CP –CV)ln(V2/V1)= CVln(T1/T2) * (CP –CV)ln(V2/V1)= CVln(T1/T2) 令： CP/CV=γ (γ-1)ln(V2/V1)= ln(T1/T2) T1V1γ-1 =T2V2γ-1 所以： P1V1γ = P2V2γ 同理可证： * 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程的功 若系统对外作功，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。 + = * * 本章总结 ?U = Q - W 状态量 Q、W为过程量 ig ?U =n·CV,m(T2-T1) 等温简变 ?U＝0 其它简变 Qv =n·CV,m(T2-T1) 等容简变 Qp =n·Cp,m(T2-T1) 等压简变 绝热： Q＝0 自由膨胀、等容 W＝0 等压、等外压 W＝P(V2-V1) 等温可逆： W = nRT㏑V2/V1 = nRT ㏑P1/P2 ig: Cp,m-Cv,m=R 热容关系 * 本章总结 ?H = ?U+ ? (PV) ?rH= ?rU+ ?n(g) ·RT ig等温简变： ?H=0 ig其它简变： Qp＝ ?H =n·Cp,m(T2-T1) =n·Cp,m(T2-T1) ?H 等压简变： 化学反应热： △rHm?= ?(?B △fHm,B?)产物-?(??B?△fHm,B?)反 * 例6：设在搅拌器中搅拌1mol氧气时， 搅拌做功40.571J，并在恒压下使其温度 升高1K，吸热29.10J，试求该过程的 W、 ?U和?H ?H = CP ?T ?U = CV ?T 公式 、 不适用 W=We+W’=-Pe ?V+W’=-nR?T+W’ ?U =Q+W ?H=?(U +PV)=?U+?(PV)=?U