[理学]2、热力学第一定律.ppt

解： 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l) ?rHm ?(T) = ?H0 + ?aT +1/2?bT 2 +1/3?cT 3 因为 ?a = 2×36.86 －2×27.20－27.20 = －7.88 J·K?1·mol?1 1/2?b =[ 2×(－7.9×10?3) －2×3.8×10?3－4×10?3 ] = －13.7×10?3 J·K?1·mol?1 1/3?c =1/3 (2×9.28 ×10?6 ) = 6.19×10?6 J·K?1·mol?1 ?rHm ?(T) / J·mol?1 = ?H0 / J·mol?1－7.88 (T / K) －13.7×10?3(T / K)2 + 6.19×10?6 (T / K)3 将 ? rHm ?(298 K) = －573 208 J·mol?1 代入，得 ?H0 = [－573 208 + 7.88×(298) + 13.7×10?3× (298)2 －6.19×10?6× (298)3 ] J·mol?1 = －570 902 J·mol?1 所以任意温度下 ? rHm ?(T) = [－570 902－7.88(T / K) －13.7×10?3(T / K)2 + 6.19×10?6 (T / K)3] J·mol?1 （1）没有气态物质参加的凝聚态之间的化学反应 （2）有气态物质参加的凝聚态之间的化学反应 5．恒容反应热与恒压反应热之间的关系 6．燃烧和爆炸反应的最高温度 绝热反应仅是非等温反应的一种极端情况，由于非等温反应中焓变的计算比较复杂，所以假定在反应过程中，焓变(或者热力学能变)为零，则可以利用状态函数的性质，求出反应终态温度。 例如，燃烧，爆炸反应，由于速度快，来不及与环境发生热交换，近似作为绝热反应处理，以求出火焰和爆炸产物的最高温度。 恒压燃烧反应所能达到的最高温度称为最高火焰温度。 计算恒压燃烧反应的最高火焰温度的依据是 计算恒容爆炸反应的最高温度的依据是 求终态温度的示意图 设反应物起始温度均为T1，产物温度为T2，整个过程保持压力不变： 根据状态函数的性质 可求出 从而可求出T2值 可由 表值计算 ? 2.11 节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应 Joule在1843年所做的气体自由膨胀实验是不够精确的，1852年Joule和Thomson 设计了新的实验，称为节流过程。 在这个实验中，使人们对实际气体的U和H的性质有所了解，并且在获得低温和气体液化工业中有重要应用。 在一个圆形绝热筒的中部有一个多孔塞和小孔，使气体不能很快通过，并维持塞两边的压差。 1．焦耳-汤姆逊实验 节流过程是在绝热筒中进行的， Q=0 ，所以： U2 + p2V2 = U1 + p1V1 H2 = H1 节流过程是一个恒焓过程 2.节流过程的特征及焦耳-汤姆逊系数 焦耳-汤姆逊系数 μJ-T 0 节流膨胀后，温度降低 μJ-T 0 节流膨胀后，温度升高 μJ-T =0 温度不变 是体系的强度性质。因为节流过程的 ,所以当： 它表示经节流过程后，气体温度随压力的变化率。 转化温度 (inversion temperature) 当 时的温度称为转化温度，这时气体经焦-汤实验，温度不变。 在常温下，一般气体的 均为正值。例如，空气的 ，即压力下降 ，气体温度下降 。 但 和 等气体在常温下， ，经节流过程，温度反而升高。若降低温度，可使它们的 。 等焓线 (isenthalpic curve) 为了求 的值，必须作出等焓线，这要作若干个节流过程实验。 如此重复，得到若干个点，将点连结就是等焓线。 实验1，左方气体为 ，经节流过程后终态为 ，在T-p图上标出1、2两点。 实验2，左方气体仍为 ，调节多