热力学第一定律课件.pptxVIP

热力学第一定律;§1-1热力学研究的对象、方法及局限性;§1-2一些热力学的基本概念

;二、系统的热力学性质;三、状态和状态函数;状态函数(statefunction)：

确定系统状态的性质称为状态性质；

热力学状态性质只与系统当时所处的状态有关，而与如何达到这一状态无关。称为状态函数。;若x为状态函数，系统从状态A变化至状态B：;四、过程与途径;途径(path)：实现初态到末态所经历的过程的总和。;五、相及相变化;六、化学反应与反应进度;七、热和功;热和功的特点：

⑴能量量纲，单位“J”或“kJ”；

⑵是途径函数非状态函数，微小变化以δQ、δW表示；;§1-3体积功的计算——可逆过程与最大功;一、体积功的计算;例1-2-1、气体从400kPa膨胀至100kPa，系统始终与一个300K热源相接触。按三种途径实现：Ⅰ：恒外压100kPa下一步完成；Ⅱ：恒外压下两步完成(200kPa和100kPa)；Ⅲ：每级减小dp无限多步完成。;;;例1-2-1、结果分析;二、可逆过程;热力学可逆过程的特点：

⑴整个过程中系统内部无限接近于平衡；

⑵整个过程中，系统与环境的相互作用无限接近于平衡，变化无穷小；

⑶系统和环境都能由终态，沿着原来的途径从相反方向步步回复到初态，而不留下变化的痕迹；

⑷与相同条件的不可逆过程比较，可逆过程系统对环境做功最大，而环境对系统做功最小。;可逆过程在热力学中的意义：

为设计提供最大、最小数据；

可逆过程是计算状态函数变化量的理想设计过程。

可逆过程是一理想过程，非实际发生的过程。

无限接近于可逆过程的实际过程，如相变点处的相变；溶质在其饱和溶液中溶解与结晶；可逆电池的充放电；固体在其分解压处的分解与化合等。

通常所说可逆反应≠热力学可逆过程。;§1-4热力学第一定律及热力学能;一、热力学能U的引出;二、热一律的叙述及表达式;对于封闭系统：;§1-5恒容热、恒压热及焓;二、恒压过程热及焓;对封闭系、恒压、W’＝0：;例1-2：试推出下列封闭系统变化过程ΔH与ΔU的关系。

⑴理想气体的变温过程；

⑵定温定压下液体(或固体)的汽化过程，蒸气视为理想气体；

⑶定温定压下理想气体参加的化学变化??程；;§1-6热容及热的计算;一、热容定义;二、热容与温度的关系;三、Cp,m与CV,m之差;与分子间相互作用有关，具有压强量纲。

气体较小(理气为零)；

凝聚态较大，是Cp,m-CV,m的主要贡献者。;——定压膨胀系数;三、Cp,m与CV,m之差——结果分析;§1-7热力学第一定律的应用Ⅰ;一、理想气体的热力学能及焓只是温度的函数;由气体分子运动论可有：;二、热一律对简单状态参量变化过程的应用;二、热一律对简单状态参量变化过程的应用;对于理想气体定温过程，有：△UⅠ=0△HⅠ=0;二、热一律对简单状态参量变化过程的应用;二、热一律对简单状态参量变化过程的应用;二、热一律对简单状态参量变化过程的应用;二、热一律对简单状态参量变化过程的应用;TⅢ-2=203.0K;;3、凝聚态物质简单状态参量的变化

定温条件下，p、V对凝聚态物质的内能及焓的影响很小，因此对于凝聚态只讨论W’＝0的变温过程;§1-8热力学第一定律的应用Ⅱ——相变化;一、相变化过程热一律的计算;例1-4：Ⅰ、1mol水在100℃，100kPa下蒸发为同温同压的水蒸气(为理想气体)，吸热40.67kJ·mol-1。

解：;例1-4：Ⅱ、外压恒定为50kPa下定温蒸发，再在1mol,100℃,50kPa下定温可逆加压至同Ⅰ的终态。

解：;;例1-5：100kPa,110℃下1mol水在蒸发为同温同压水蒸气(理想气体)，求过程的Q,W,ΔU,ΔH。;例1-6(P69)：水在常压100℃时的汽化焓为ΔvapHm(100℃)为40.67kJ·mol-1。在80℃时的饱和蒸汽压为47.360kPa。求80℃、47.360kPa下水的汽化焓（视蒸汽为理气）

解：;二、节流过程——焦耳-汤姆森效应*;绝热体系Q＝0，过程中总功为：W＝p1V1－p2V2

ΔU＝W，或U2－U1＝p1V1－p2V2

即：H2=H1——节流过程是定焓过程

过程T、p皆变，而H未变，表明H随T之改变与随p的改变相互抵消。;3、焦-汤系数及其意义：

H2=H1——节流过程是定焓过程;§1-9热力学第一定律的应用Ⅲ——热化学;强化概念：

一、反应热与反应的ΔrHm及反应的ΔrUm

封闭系统，一定温度且