大学物理化学 热力学第一定律.pptVIP

第七节 热力学第一定律的应用 一、理想气体的热力学能和焓 ?U = Q + W=0 + 0=0 U= f (T,V)，U= f (T, p) 同理 = 0 = 0 ? 0 结论：理想气体的热力学能和焓只与T有关，与其他性质无关。 T不变 真空 二、理想气体Cp与Cv的关系 结论：理想气体的Cp.m与 CV.m相差一个气体常数R 。 Cp与Cv的关系一般性推导 1、对于固体或液体，其体积随温度变化很小 Cp=CV 2、对于理想气体 结论：理想气体的恒压摩尔热容与恒容摩尔热容相差一气体常数R 根据统计热力学可以证明在常温下，对于理想气体： 4R 3R 多原子分子（非线型） 7/2R 5/2R 双原子分子 5/2R 3/2R 单原子分子 Cp,m CV,m 分子类型 三、理想气体的绝热过程 1.绝热过程中的功 若温度范围不太大，CV为常数，则 W=nCV,m (T2－T1) 对于理想气体： 若 ?W 0，则 dU 0，dT 0 若 ?W 0，则 dU 0，dT 0 结论：绝热膨胀，温度降低，内能减少； 绝热压缩，温度升高，内能增加。 2.理想气体的绝热可逆过程方程式 理想气体绝热可逆过程，若不做非体积功，则 若将T = pV/nR 代入上式得： 理想气体绝热可逆过程方程式： 例题：一理想气体经过一绝热可逆过程自00C、5atm、10L的始态膨胀到1atm，计算终态的温度，并计算过程的Q、W、?U及?H 。 CV,m=12.47J.K-1.mol-1， Cp,m=20.79J.K-1.mol-1. 等温线--AB线斜率：PV=nRT 绝热线--AC线斜率： PV?=K 3、绝热可逆过程与恒温可逆过程的比较 p V 绝热线 C 等温线 B A W等温 W绝热 同一始态出发，理想气体经绝热可逆过程和恒温可逆过程不可能到达相同的终态。 问题：从同一始态出发，经绝热可逆膨胀和绝热恒外压膨胀能否到达相同的终态？ 例题：一理想气体自300K、1atm、2L的始态分别经过绝热可逆过程和绝热恒外压过程膨胀到相同的体积4L，计算终态的温度和压强，并计算Q、W、?U及?H。 CV,m=12.47J.K-1.mol-1。 解（1）绝热可逆膨胀 （2）绝热恒外压膨胀 300K 1atm、2L 192K 0.32atm、4L 225K 0.38atm、4L 绝热恒外压膨胀 绝热可逆膨胀 V p 可逆线 B A C 同一始态出发，经绝热可逆过程和不可逆过程不可能到达相同的终态 p V 绝热线 C 等温线 B A W等温 W绝热 问题2：从同一状态A出发，理想气体经下列四个过程膨胀到相同体积的终态，问终态状态点的位置。 （1）恒温可逆膨胀 （2）恒温不可逆膨胀 （3）绝热可逆膨胀 （4）绝热不可逆膨胀 问题3：理想气体从同一状态C出发， 经下列四个过程压缩到相同体积的 终态，问终态状态点的位置。 （1）恒温可逆膨胀 （2）恒温不可逆膨胀 （3）绝热可逆膨胀 （4）绝热不可逆膨胀 膨胀或压缩到相同压强的终态，问终态点的位置？ 第八节 热化学 一、化学反应的热效应 （一）热效应 封闭系统中发生某化学反应，当产物的温度与反应物的温度相同时，系统所吸收或放出的热，称为该反应的热效应， 简称反应热。 （二）恒容反应热与恒压反应热 恒容反应热：反应在恒容下进行所产生的热效应。 如果不作非体积功， QV =?rU 恒压反应热：反应在恒压下进行所产生的热效应。 如果不作非体积功，则 Qp = ?rH （三）恒容反应热与恒压反应热的关系 H=U+pV 在恒温恒压下 ?H=?U+p?V 反应 e E(g) +f F(g) =g G(g) +h H(g) 如果把反应中的气体均看成理想气体，则 pV = nRT ， V = nRT/p ?V = ?nRT/p 因此 ?H = ?U + ?nRT Qp=QV + ?nRT 其中， ?n为化学反应前后气体物质摩尔数的变化。 物理化学 一、物理化学的任务和内容 用数学和物理的方法，从研究物理变化和化学变化的联系入手，探求化学变化的基本规律。 （1）化学热力学：化学反应提供的能量、方向和限度 （2）化学动力学：化学反应的速率和机理 化学 反应 热 光 电 功 磁 二、物理化学在药学中的地位与作用 药物剂型设计：药剂学 药物体内过程：药理学、药代动力学 药物提取分离和合成：药物合成化学、天然药物化学 三、物理化学的学习方法 1、课前预习，课上笔记，课后复习；勤于思考，勤于应用，勤于对比与总结。 2、抓住每章重点，