第4章 化学热力学基本定律与函数(第二讲).pptx

七. 热力学第一定律对各种变化过程的应用;或：;3.理想气体等压过程;;;2) 绝热可逆过程 Q=0，;理想气体绝热方程式; 相变： 物质由某一聚集状态转变为另一聚集状态。 ?可逆相变：纯物质在相变点（相平衡温度及压强下）进行的恒温恒压相变。 ?不可逆相变：不在相变点的相变过程。 ----- 需设计可逆过程 ;1) 恒温(恒压)可逆相变过程?U, ?H,W,Q的计算;2) 不可逆相变的?H、 ?U、Q、W; 求图示三个过程的Q、W、△U和△H;解： (1) 过程等压并且非体积功为零，所以 Qp =△H = 2259J; ;热力学第一定律在实际气体节流过程中的应用 ——Joule-Thomson效应;2.节流过程的特点;3. 焦耳-汤姆逊系数;实验结果的热力学分析; 实际气体 第一项大于零， 因为实际气体分子间有引力， 在等温时，降低压力，体系的 体积增大，分子间距离增大，分子间位能升高，热学能也就升高。;理想气体 第二项也等于零，因为等温时pV=常数，所以理想气体的μJ-T = 0。;转化温度（inversion temperature);焦耳-汤姆逊实验的启示; 在恒压恒容的条件下，当产物的温度和反应物的温度相同而在反应过程中只做体积功不做其它功时，化学反应所吸收或放出的热，称为化学反应的热效应，通常简称为“反应热。研究化学过程中热效应的科学叫做“热化学”。; 纯气相反应（理想气体）; 热化学方程式;盖斯定律 ;(1) Fe 2O3(s)+3CO(g)→2Fe(s)+3CO2(g) ;用盖斯定律不方便！;最稳定单质：该元素在给定温度和压力下，处于最稳定状态的单质。;任意反应：aA = bB;;如何由标准摩尔燃烧焓求反应焓？;离子标准生成热 ;溶解热和稀释热;基尔霍夫定律;定积分形式;非恒温反应;解：（1）由单质生成环丙烷： ;;例2 葡萄糖[C6H12O6(s)]在人体中有氧代谢方式是： C6H12O6(s) + 6O2(g)==6CO2+6H2O(l) 产物为乳酸[C3H6O3(s)]的无氧代谢(如激烈运动)的方式是： C6H12O6(s)==2 C3H6O3(s) 若一个成人每天需摄入10000kJ的热量来维持身体的正常发育，且其中5%的热量是靠无氧代谢的方式获得。问：一个成人每天需要补充多少葡萄糖？已知在人体温度为37C°下，葡萄糖和乳酸的标准燃烧焓为-2820kJ·mol-1 和 -1364 kJ·mol-1 。葡萄糖的摩尔质量为180×10-3kg ·mol-1 。;解：有氧代谢反应的焓为;解：设计 过程为：;解：根据H为状态函数，设计下列过程求解：;;例5 证明： 并证明对于理想 气体有：;十. 熵及其应用;1.卡诺循环（Carnot cycle）;卡诺循环（Carnot cycle）;卡诺循环（Carnot cycle）;卡诺循环（Carnot cycle）;卡诺循环（Carnot cycle）;卡诺循环（Carnot cycle）;2. 热机效率(efficiency of the engine );3.自发变化及其共同特征; ; 自动过程具有确定的变化方向，它的逆过程不可能自动发生。;3). 自发过程不可逆性的相关性; 各种自发过程发生以后，若借助“外功”使体系恢复原状的同时，环境会发生“付出功而得到热”的变化。 如果“热与功转换”这一过程的不可逆性消失了，那么各种自发过程的逆过程由外功变成的热也可以无条件地全部变回功——这样的话，所有的自发过程发生以后，使体系恢复原状不会给环境造成影响。因此，一旦“热功转换”不可逆性消失了，其它自发过程的不可逆性也随之消失。 可见，各种自发过程的不可逆性都与“???功转换”的不可逆性有联系：只要“热功转换”的不可逆性不会消失，其它自发过程的不可逆性就不会消失。;结论;4. 热力学第二定律 (The Second Law of Thermodynamics); ; 3).热力学第二定律的经典表达;