物理化学第二章第一定律.pptVIP

(3)QP与QV的关系*目的：通常化学反应是在恒压下进行，而实验测定一般为QV，所以应找出两者的关系，将QV转化QP。两个过程始态相同，但终态不同，如：反应物p1,V1,T1生成物p1,V2,T1Idp=0,dT=0DHI=QPdT=0,dV=0DUII=QV,DHIIII生成物p2,V1,T1IIIdT=0,DHIII因为H是状态函数，所以*2019式中012020i对于气体反应，且为理想气体，则0220210032022式中04到此为止，推导时没有引入任何条件*代入：单原子理想气体:常温下：理想气体，有：双原子理想气体:对于真实气体和凝聚态物质真实气体：1H=U+pV2?H=?U+?(pV)3?(pV)≈04?H≈?U5凝聚态物质：对于凝聚态物质有：6例：容积为100L的恒容容器中有4molAr（g）及2molCu（s），系统从0?C加热到100?C，求过程的Q，W，?U和?H。已知Ar（g）和Cu（s）在25?C的摩尔定压热容Cp,m分别为20.786J·mol-1·K-1和24.435J·mol-1·K-1，假设其与温度无关。解：?U=?U（Ar，g)+?U（Cu，s)?H=?H（Ar，g)+?H（Cu，s)对Ar（理想气体）有：对Cu（凝聚体）有：?U（Cu，s)≈?H（Cu，s)Ar气的热力学能和焓的变化值：*?U（Ar，g)=nArCV，m（Ar，g）（T2-T1）?H（Ar，g)=nArCp，m（Ar，g）（T2-T1）Cu的热力学能和焓的变化值：?U（Cu，s)≈?H（Cu，s)nCuCp，m（Cu，s）（T2-T1）系统的热力学能和焓的变化值：?U=?U（Ar，g)+?U（Cu，s)=9.876J?H=?H（Ar，g)+?H（Cu，s)=13.201J过程的功：W=0恒容过程过程的热：Q=?U=9.876J§2.6气体的可逆膨胀过程，理想气体绝热可逆过程方程式*1.可逆过程(Reversibleprocess)定义：某一系统经过一个过程，由状态1变化到状态2，然后又从状态2回到状态1，如能使系统和环境都完全复原，则称该过程为可逆过程。无限多次恒外压膨胀过程是可逆过程。|We,4(膨胀)|=We,4(压缩)1?22?1P1,V1,T1P2,V2,T2V1V2VP…………恒外压膨胀或自由膨胀(真空膨胀)是不可逆过程。P2,V2,T2P1,V1,T1peV1V2VP112恒外压膨胀：逆过程为恒外压压缩（pe=p1)：We,3(压缩)|We,3(膨胀)|经过了膨胀和压缩过程，虽然系统复原了，但环境损失了面积2的能量。所以恒外压膨胀是不可逆过程。We,3(压缩)=面积2+面积1W(膨胀)=面积1有：可逆过程的特点：*(1)进行逆过程后，系统和环境能完全复原(2)始、终态相同，可逆膨胀过程：膨胀过程：系统对环境做最大功；压缩过程：环境对系统做最小功。如：膨胀过程：|We,4||We,3||We,2|压缩过程：We,2We,3We,4可逆过程是一种假想的理想化过程，是一种科学的抽象、客观世界中并不真正存在可逆过程，但在实际中，很多过程可以认为是可逆过程，如：在100℃时水?水蒸气在0℃时冰?水在正常的沸点或熔点的相变化可视为可逆过程。12345原电池中的电化学反应。化学反应达到平衡后，进行一个微小变化。将实际过程与理想的可逆过程进行比较，就可以确定提高实际过程效率的可能性。引入可逆过程的目的：*01计算一些重要的热力学函数的增量，如02可逆热机的效率最大，即理论效率。2.理想气体绝热可逆过程*dT=0dV=0dp=0理想气体从状态1→状态2，有如果，系统进行一个绝热过程，则过程方程式与上不同。过程方程式绝热过程：*系统用热绝缘物（如石棉、玻璃纤维）与环境隔开，则构成绝热系统，在绝热系统中发生的过程称为绝热过程，绝热过程有：Q=0。(1)可逆绝热过程方程?绝热过程，?若系统为理想气体，则：得：整理上式得：*?-热容比Heatcapacityratio?为常数理想气体绝热可逆过程方程adiabaticprocess