物理化学（第四版）课件：热一律对理想气体的应用.pptVIP

§1-7热力学第一定律对理想气体的应用一、理想气体的热力学能与焓膨胀前?膨胀后TT低压空气真空(p1?2MPa）pex=0图1-10空气向真空膨胀*低压空气向真空膨胀，W＝0；水温T不变?空气与水没有热传递?Q＝0；由?U＝Q＋W得?U＝01、理想气体的热力学能只是温度的函数定量定组成均相系统的热力学能（用两个自变量可以描述）U=f(T，V)*则因dU=0因dT=0故*同样可以证明结论：组成及量不变时，理想气体的热力学能U只是温度的函数。U＝f（T）*微观上看,温度的高低—分子动能：理想气体无分子间力，U只由分子动能决定。由此可以理解,理想气体温度不变时，无论体积及压力如何改变，其热力学能不变。*2、理想气体的焓只是温度的函数H＝U＋pV，若T不变，则U不变，pV乘积也不变，因此H=f（T）*对理想气体，下列表示哪些是错误？(A)(B)(C)(D)(E)(C,D,E)*二、理想气体任何单纯p，V，T变化时?U，?H的计算因理想气体U＝f(T)，H＝f(T)，对理想气体的单纯pVT变化(包括等压、等容、等温、绝热)均有：*1、等温过程T1=T2=Tex?H=0，?U=0，

W=-Q=-nRTlnV2/V1=-nRTlnp1/p2*2、等容过程dV=0，W=0，?U=QV?U=nCV,m(T2-T1)设CV,m为常量?H=nCp,m(T2-T1)设Cp,m为常量*3、等压过程p1=p2=pex=pW=-p(V2-V1)=-nR(T2-T1)?U=nCV,m(T2-T1)(设CV,m为常量)?H=Qp=nCp,m(T2-T1)(设Cp,m为常量)*例1：2molH2由300K、100kPa自由膨胀到1.0kPa，求?H，?U，Q，W。解：T不变?H=0，?U=0W=0，Q=0*例2：2molH2由300K、1.0MPa等温可逆膨胀到1.0kPa，求?H，?U，Q，W。解：等温下?H=0，?U=0W=-34.46kJ，Q=34.46kJ*例3：2molH2由300K、100kPa等容下加热到1500K，求?H，?U，Q，W。Cp,m(H2)=27.70J?mol-1?K-1解：等容下W=0*或?H=?U+?(pV)=?U+nR?T=46526J+2mol?8.314J?mol-1?K-1?1200K=66480J*例4：2molH2由350K、100kPa等压下加热到1000K，求?H，?U，Q，W。Cp,m=[27.70+3.39×10-3(T/K)]J?mol-1?K-1解：W=-p?V=-nR?TQp=?H?U=W+Qp*Qp=?H=38.984kJ*W=-p?V=-nR?T=-2mol?8.314J?mol-1?K-1?(1000K-350K)=-10.808kJ?U=W+Qp=-10.808kJ+38.984kJ=28.176kJ*4、绝热过程（特征：Q=0）(1)理想气体绝热过程的基本公式第一定律得到：dU=δW理想气体pVT变化:dU＝CVdT所以ΔU=*若CV,m为常量，则：W＝nCV,m(T2-T1)=ΔU无论绝热过程是否可逆，上式均成立。?H=nCp,m(T2-T1)*(2)理想气体绝热可逆过程方