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第一章热力学第肯定律 本章主要内容热力学概论 热力学第肯定律可逆过程和最大功 焰热容 热力学第肯定律对抱负气体的应用实际气体 热化学化学反响热效应的求算方法 1. 10反响热与温度的关系——基尔霍夫定律 (2) W = -nRT\n = -2x 8.314 x 298.15 x In — = -5966 J%15 § L 4 熔(enthalpy) 、恒压热和恒容热1、恒容热一一系统在不作非体积功且体积不变时与环境交换的热，用Q、表示。 因dv=O, Bw=O,所以有：AU=QV o2、恒压热一一焰的引出 系统在不作非体积功且压力不变时与环境交换的热称作恒压热，用Qp表示。 QP = AU - W二(U2 - UD + Pe(V2 - V) =(u2 - UD + P2(V2 - %)=(u2 + P2V2 )- (5+ PM ) 令：u + PV = H(1-11)那么：Qp= (U2 + P2V2 )- (5+ PM ) =H2 - H1 =AH(式中H称为焰)(1-12)明显：AH = At/ + A(PV)(1-13) ［说明］? 焙是状态函数，对于纯物质的定量系统(双变量系统)，有： H = f (T P),或 H = f (T、V)迎］JT + f—dP(1-14) Ut)p\dP)TM =得)pdT + ］；偿)TdP(1-15) JT1 OlJ6 cP?焰不是能量，虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律，培也没有准确 的物理意义。 §1.5 热容(heat capacity) 热容的定义 对于组成不变的均相封闭系统，不考虑非膨胀功，设系统吸热0,温度从/上 升到松那么热容的定义为：系统每上升1K所汲取的热。 平均热容：c = —^—（1-16） 微分热容：C = a~ （主要表示法）（1-17）dT 热容的类型 假设不指定过程的详细途径，热容是没有定值的，热容的大小与物质的量有 关。指定过程的系统热容是状态函数。 1、比热容：规定物质的数量为1 g （或1 kg）的热容。 2、摩尔热容酊 规定物质的量为1 mol的热容。单位：J^nol=xK-x 3、等压热容心“弹=（祟）〃= Qp = jGdT（1-18） 4、等容热容Q 3=祟^ =（箓以△U = Qv=Jg7d 7（1-19） 热容与温度的关系： 1、抱负气体的却与 物质类型 TOC \o 1-5 \h \z 单原子分子-R2 双原子分子或（多-R2 4R原子线性分子） 4R 多原子非线性分子3R 2、热容与温度的阅历关系式 热容与温度的函数关系因物质、物态和温度区间的不同而有不同的形式。 (1-20)Cp,m — CL + bT + cT2 + ???或Cp,m=a++c772+??? (1-20) 式中瓦3。,…是阅历常数，由各种物质本身的特性打算，可从热力学数据表中查找。(见教材后面附录) 变温过程中显热的计算Qv=^CvdT QP = P CPdT叼J/］ (1)抱负气体： Qv = PcvdT = Cv(T2-TJ “1Qp=tCpdT = CpG—T\) (2)非抱负气体： QP=^CpdT = ^(a + bT+cT2)dT 或。尸=CpdT =，(a + 方7 + cT-2 W说明：变温时假设有相变发生，那么需分段计算。 (1-22)(1-23)(1-24)(1-25)(1-26)［例题4］：将2moi液态水在标准压力下由50℃加热到150C变成气态水蒸气，试求 此过程中系统所汲取的热和所作的功。Cr,〃(40,/)和。尸川(42。七)分别为75.31和33.474?f1?m0/，在P°及100℃时液态水的八以〃也：=4667KJ?moL。 (1-22) (1-23) (1-24) (1-25) (1-26) 解：设计过程如下： Qp =AH = AH, + AH2 + AH3=nCpm(/)(373-323) ++ 〃Cp,，〃(g)(423 -373) = 2x(75.31x50+ 40.67x1()3+33.47x50)=9.222 xlO4 J = 92.22/CJ w = -pe(y2-vi)= -P(yg -匕)au = q+wX —叫=-nRT2= 92.22 - 2.494 ==-2x8.314x150 = -2494.2J= 89.73K7. 6热力学第肯定律对抱负气体的应用 6. 1 Gay-Lussac-Joule试验 盖,吕萨克1807年，焦耳在1843年分别做了如下试验：将两个容量相等的容 器，放在水浴中，左球布满气体，右球为真空（如左图所示）。翻开活塞，气体 由左球冲入右球，达平衡（如以下图所示）。 ￡.吕萨克一,朱耳实验（1）C :1气体到达平衡 ￡.吕萨克一,朱耳实验（1） 整个过程水浴温度没