化学热力学基本定律与状态函数.ppt

Thermodynamics Problem Solving §1-2.6 焦耳—汤姆逊效应 V1 V2 p1 p2 T1 T2 左侧：p1V1，右侧：－p2V2，W = p1V1 －p2V2 Q = 0，△U = U2 － U1 = W = p1V1 －p2V2 则 U2+ p2V2 = U1+ p1V1，因为 H = U + pV 所以 H1 = H2 ，即：△H = 0 实际气体节流膨胀为恒焓 过程！！！ p1 p2 H = H(T，p)，方程两边作微分得： 恒焓过程dH = 0 则： 因为 H = U + pV 且： 令： 可导出： μ是经过恒焓膨胀，体系温度随压强的变化率。 μ值的大小与符号，取决于 而 ＞0， 随体系、压强和温度而变（P187图） 对大多数气体而言，在常温下μ＞0。 焦耳—汤姆逊实验的实际应用就是制冷。 科技成果转化为生产力，造福于人类。 §1-2.6 焦耳—汤姆逊效应 Problem Setup 1. Sketch process 2. Label known states 3. Identify system Assumptions 1. Process assumptions 2. Property assumptions Conservation Eqs. 1. Mass 2. Energy 3. ... Performance Indices 1. Cycle efficiency 2. Process efficiency Boundary 1. Work 2. Heat transfer 3. Flow Property Evaluat. 1. Enthalpy 2. Entropy 3. ... Determine Unknowns 中南大学 * 第 一 章 化学热力学基本定律与函数 Concerned with the study of transformation of energy: Heat ? work §1-2. 热力学能（U）和焓（H） 内能是体系内部能量的总和 U，单位J，kJ，包括： 体系内分子作无规则热运动的动能； 体系内分子相互作用势能； 分子内部各基本粒子的运动及粒子间的相互作用所具有的能量， 对于组成一定的均匀体系，只要体系的量确定， U由体系的两个性质确定。 §1-2.1　热力学能(Internal　energy) §1-2.1　热力学能(Internal　energy) Potential Kinetic Energy Positive and negative particles (ions) attract one another. Two atoms can bond As the particles attract they have a lower potential energy NaCl — composed of Na+ and Cl- ions. Kinetic energy — energy of motion. §1-2.1　热力学能(Internal　energy) PE + KE = Internal energy (E or U) Int. E of a chemical system depends on number of particles type of particles temperature §1-2.1　热力学能(Internal　energy) 动能与势能总和 PE + KE = Internal energy (E or U) §1-2.1　热力学能(Internal　energy) The higher the T the higher the internal energy So, use changes in T (?T) to monitor changes in E (?E). Heat energy is associated with molecular motions. §1-2.1　热力学能(Internal　energy) 2. 内能的绝对值无法确定 。 3.理想气体的内能仅仅是温度的函数，与气体体积，压强无关。 即: 热力学能 (U)是体系内部能量的总和(J，kJ) 热力学能是容量性质。 热力学能是状态函数。?U=U2-U1,, 微小变化dU。 §1-2.1　热力学能(Internal　energy) §1-2.2　热力学第一定律 能量守恒定律： All of thermodynamics depends on the law of CONSERVATION OF ENER