物理化学（第四版）课件：等容热，等压热，焓.pptVIP

§1-5等容过程热QV、等压过程热Qp,焓H一、等容过程热QVQV＝?U或δQV＝dU 上式表明：在等容且W′＝0的过程中，封闭系统从环境吸的热等于系统热力学能的增加。或在等容且W′＝0的过程中，封闭系统从环境吸的微量热等于系统热力学能的微量增加。等容且W＝0的过程，W＝0或δW＝0*二、等压过程热Qp及焓H若W′＝0，依据热力学第一定律得，?U=Qp-pex?V即 U2-U1=Qp-pex(V2-V1) 因 p1=p2=pex 所以U2-U1=Qp-(p2V2-p1V1) 或Qp=(U2+p2V2)-(U1+p1V1)=?(U+pV)定义焓H*则Qp=?H或δQp=dH(封闭，定压，W′=0) 表明：在等压及W′＝0的过程中，封闭系统从环境所吸收的热在数值上等于系统焓的增加。*焓H代表U和pV之和的符号，是状态函数，单位是J。H是一广度性质。其变化值?H由始终态决定，与途径无关。?H=?U+?(pV)=?U+(p2V2-p1V1)dH=dU+pdV+Vdp焓变?H可按下式计算：H就是U+pV某些特殊过程的焓变有物理意义。*QV＝?U或δQV＝dU Qp=?H或δQp=dH焓?U=Q+W(封闭系统)?H、?U、Q、W四个量的关系*思考：H2(g)和O2(g)在绝热钢瓶中发生反应生成H2O(g)，温度升高。问W、Q、?U、?H何者为零？解：绝热，Q=0钢瓶，体积不变，W=0?U=0，?H=?U+?(pV)=?U+V?p*1mol理想气体从273K、101325Pa等压升温，使体积增大到44.828dm3，吸热7000J，计算ΔH、ΔU和W。解：因为是等压过程，ΔH=Qp=7000JW=-p(V2-V1)=-nR(T2-T1)ΔU=Qp+W封闭系统、理想气体等压变温过程典型例题一或ΔU=ΔH-p(V2-V1）=ΔH-nR(T2-T1)*解：V1=nRT1/p=1mol×8.3145J·K-1·mol-1×273K/101325Pa=22.414dm3V2=2V1，T2=2T1故W=-p(V2-V1)=-p(nRT2/T2-nRT1/p1)=-nR(T2-T1)=-1mol×8.3145J·K-1·mol-1×273K=-2270J*ΔU=ΔH-pΔV=ΔH-nR(T2-T1)=(7000-2270)J=4730J或ΔU=Qp+W=7000J-2270J=4730JΔH=Qp=7000J*1mol水在373K、101325Pa变为同温同压的水蒸气，吸热40600J，计算ΔH、ΔU和W。故W=-nRT=-1mol×8.3145J·K-1·mol-1×373K=-3101J与水蒸气相比，忽略水的体积，故(V2-V1)≈Vg,水蒸气视为理想气体，Vg=nRT/p，解：因为是等压过程，W=-p(V2-V1)ΔH=Qp=40600J典型例题二*ΔU=ΔH-pΔV=ΔH-nRT=(40600-3100)J=37.5kJW=－nRTΔU=ΔH－nRT适用于等温等压气化或升华，蒸气为理想气体的过程。*