物理化学课件2-3.ppt

* * § 2.5 相变过程热的计算 (1)相的定义: 系统内性质完全相同且均匀的部分称为相。 1 相及相变 (2)相变:物质从一相转移至另外一相,称为相变。 (3)常见相变: 液相 固相 气相 凝结 蒸发(vap) 熔化(fus) 凝固 固相 气相 凝华 升华(sub) 固相2 晶型转变(trs) 固相1 2. 相变分类 (1)可逆相变：在指定温度及该温度对应的平衡压力下所发生的相变，叫可逆相变。 例： 可逆相变条件： dp=0, dT=0 , p =f(T) 可逆相变的判断： 熔点、沸点、凝固点液体在某温度下的饱和蒸气压固体在某温度下的饱和蒸气压 (2)不可逆相变：指定温度，非平衡压力下所发生的相变叫不可逆相变。 或者相变前后温度、压力改变。 例： 3. 相变焓（可逆相变焓） 根据可逆相变条件: dp=0,dT=0 1mol纯物质发生可逆相变时与环境交换的热叫摩尔相变热，也称为摩尔相变焓. (1)定义: (2)相变的标记法及摩尔相变焓之间的相互关系: 4. 相变焓与温度的关系 例7：已知下列热力学数据： 试求：水在25℃的摩尔蒸发焓。 100℃水的摩尔蒸发焓为40.63kJ·mol-1 , 试求：25℃ 水的摩尔蒸发焓。 试求：水在25℃的摩尔蒸发焓。 相变焓与温度的关系： 相变焓与压力的关系： 忽略压力对相变焓的影响 例8： 求压力 101.325 kPa 下，1 kg - 20 ℃的过冷水凝固为同温同压的冰的过程的Q、W、ΔU、ΔH。 已知水的正常凝固点为 0 ℃ ， 在此条件下冰的熔化焓为 5999.4 J · mol-1 ，过冷水的定压摩尔热容为 75.312 J · mol-1 · K-1 冰的定压摩尔热容为 37.604 J · mol-1 · K-1 。 5. 不可逆相变过程热的求解——设计过程 n H2O (s) T1 =253.15K n H2O ( l ) T1 =253.15K ?H n H2O (s) T1 =253.15K n H2O ( l ) T1 =253.15K ?H1 ?H3 p=101.325kPa 解： n H2O ( l ) T2 = 273.15 K n H2O ( s ) T2 = 273.15 K ?H2 ?H n H2O (s) T1 =253.15K n H2O ( l ) T1 =253.15K ?H1 ?H3 n H2O ( l )T2=273.15K n H2O ( s ) T2=273.15K ?H2 ?H p=101.325kPa W= - p外?V ? 0 ?H = ?U+ ?(pV) ?(pV) = p?V? 0 Q = Qp= ?H = -291.43kJ ?U ? ?H = -291.43kJ Q、W、ΔU、ΔH p=101.325kPa n H2O (s) T1 =253.15K n H2O ( l ) T1 =253.15K ?H1 ?H3 n H2O ( l )T2=273.15K n H2O ( s ) T2=273.15K ?H2 ?H 　 　　 求2mol水蒸气于10℃、85kPa下凝结为液体水过程的Q、W、 ?H 及?U 。已知100℃、101.325kPa下水的?vapHm=40.63kJ·mol-１ 例9 W= - p外?V 或者： 　 　　 已知100℃、101.325kPa下水的?vapHm=40.67kJ·mol-１，水蒸气与液体水的摩尔体积分别为Vm(g)=30.19 dm3·mol-１,Vm(l)= 18.00×10-３dm3·mol-1试计算下列两过程的Q、W、 ?H 及?U 。 (1)1mol液体水于100℃、101.325kPa下可逆蒸发为水蒸气； (2)1mol液体水在100℃恒温下于真空容器中全部蒸发为蒸气，而且蒸气的压力恰是101.325kPa。 例10 * *