可逆过程与可逆过程体积功讲稿.ppt

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1、1关于可逆过程与可逆过程体积功第一页，讲稿共三十三页哦2(1)物质的恒容变温过程物质的恒容变温过程 单纯单纯pVT变化变化过程中过程中 计算计算封闭系统，封闭系统，dV=0,W=0,单纯单纯pVT变化变化忽略体积对忽略体积对U的影响的影响非恒容过程非恒容过程 恒容过程恒容过程 =*对理想气体：对理想气体：W=0，单纯单纯pVT变化变化*对液体和固体：对液体和固体：第二页，讲稿共三十三页哦3(2)物质的恒压变温过程：物质的恒压变温过程：封闭系统，封闭系统，dp=0,W=0,单纯单纯pVT变化变化恒压过程恒压过程 =*对理想气体：对理想气体：W=0，单纯单纯pVT变化变化*对液体和固体：对液体和固

2、体：非恒压过程非恒压过程 p变化不大时，忽略压力对变化不大时，忽略压力对H的影响的影响第三页，讲稿共三十三页哦41.可逆过程与不可逆过程可逆过程与不可逆过程2.可逆过程体积功的计算公式可逆过程体积功的计算公式3.理想气体恒温可逆过程理想气体恒温可逆过程4.理想气体绝热可逆过程理想气体绝热可逆过程第四页，讲稿共三十三页哦55.绝热可逆过程体积功的计算绝热可逆过程体积功的计算方法二方法二:方法一：方法一：由绝热可逆过程方程求出终态温度由绝热可逆过程方程求出终态温度T2，再求体积功，再求体积功.第五页，讲稿共三十三页哦6恒容过程恒容过程(dV=0)恒压过程恒压过程(dp=0)恒温可逆过程恒温可逆过程

3、(dT=0,可逆可逆)自由膨胀过程自由膨胀过程 (p环环=0)绝热可逆过程绝热可逆过程(Qr=0)常见常见pg单纯单纯pVT变化过程：变化过程：恒温不可逆过程恒温不可逆过程(dT=0)绝热不可逆过程绝热不可逆过程(Q=0)Q W U H=0 =0 =0 =0 =0=0=0=0 恒温自由膨胀过程恒温自由膨胀过程 (p环环=0)=0 =0=0=0 第六页，讲稿共三十三页哦7=相变相变过程过程第七页，讲稿共三十三页哦8第八页，讲稿共三十三页哦9 2.5 相变过程热的计算相变过程热的计算(1)相的定义相的定义:系统内性质完全相同且均匀的部分称为相。系统内性质完全相同且均匀的部分称为相。1.相及相相及相

4、变变(2)相变相变:物质从一相转移至另外一相物质从一相转移至另外一相,称为相变。称为相变。气相气相升华升华(sub)凝华凝华凝固凝固熔化熔化(fus)固相固相固相固相晶型晶型转变转变(trs)凝结凝结蒸发蒸发(vap)液相液相(3)常见相变常见相变:第九页，讲稿共三十三页哦102.相变分类相变分类(1)可逆相变：在指定温度及该温度可逆相变：在指定温度及该温度对应的平衡压力对应的平衡压力下所发生的相下所发生的相变，叫可逆相变。变，叫可逆相变。例：例：可逆相变条件：可逆相变条件：dp=0,dT=0,p=f(T)可逆相变的判断：可逆相变的判断：熔点、沸点、凝固点熔点、沸点、凝固点液体在某温度下的饱和

5、蒸气压液体在某温度下的饱和蒸气压固体在某温度下的饱和蒸气压固体在某温度下的饱和蒸气压第十页，讲稿共三十三页哦11(2)不可逆相变：指定温度，非平衡压力下所发生的相变叫不可逆相不可逆相变：指定温度，非平衡压力下所发生的相变叫不可逆相变。变。或者相变前后温度、压力改变。或者相变前后温度、压力改变。例：例：第十一页，讲稿共三十三页哦123.相变焓（可逆相变焓）相变焓（可逆相变焓）根据可逆相变条件根据可逆相变条件:dp=0,dT=0 1mol纯物质纯物质发生发生可逆相变可逆相变时与环境交换的热叫摩尔相变热，也称时与环境交换的热叫摩尔相变热，也称为摩尔相变焓为摩尔相变焓.(1)定义定义:第十二页，讲稿共

6、三十三页哦13(2)相变的标记法及摩尔相变焓之间的相互关系相变的标记法及摩尔相变焓之间的相互关系:第十三页，讲稿共三十三页哦144.相变焓与温度的关系相变焓与温度的关系例：例：B物质物质，在在T1，p1时有时有 vapHm(T1)在在T2，p2时有时有 vapHm(T2)vapHm(T1)vapHm(T2)的关系？的关系？第十四页，讲稿共三十三页哦15设计过程：设计过程：B(l),1molT2,p2B(g),1molT2,p2 vapHm(T2)B(l),1molT1,p1B(g),1molT1,p1 vapHm(T1)Hm(l)Hm(g)第十五页，讲稿共三十三页哦16 vapHm(T2)=H

7、m(l)+vapHm(T1)+Hm(g)第十六页，讲稿共三十三页哦17通式：通式：由由T1的相变焓计算的相变焓计算T2的相变焓的相变焓忽略压力对相变焓的影响忽略压力对相变焓的影响第十七页，讲稿共三十三页哦18例例7：已知下列热力学数据：已知下列热力学数据：试求：水在试求：水在25的摩尔蒸发焓。的摩尔蒸发焓。100水的摩尔蒸发焓为水的摩尔蒸发焓为40.63kJmol-1,第十八页，讲稿共三十三页哦19试求：试求：25 水的摩尔蒸发焓。水的摩尔蒸发焓。第十九页，讲稿共三十三页哦20第二十页，讲稿共三十三页哦21例例8：求压力求压力 101.325 kPa 下，下，1 kg-20 的过冷水凝固的过冷

8、水凝固为同温同压的冰的过程的为同温同压的冰的过程的Q、W、U、H。已知水的正常凝固已知水的正常凝固点为点为 0 ，在此条件下冰的熔化焓为在此条件下冰的熔化焓为 5999.4 J mol-1，过冷水的定压摩尔热容为过冷水的定压摩尔热容为 75.312 J mol-1 K-1 冰的定压摩尔热容为冰的定压摩尔热容为 37.604 J mol-1 K-1。5.不可逆相变过程热的求解不可逆相变过程热的求解设计过程设计过程 n H2O(s)T1=253.15K n H2O(l)T1=253.15K H平衡相变平衡相变pVT pVT 变化变化第二十一页，讲稿共三十三页哦22 n H2O(s)T1=253.1

9、5K n H2O(l)T1=253.15K H1p=101.325kPa解：解：n H2O(l)T2=273.15 K n H2O(s)T2=273.15 K H2 H第二十二页，讲稿共三十三页哦23 n H2O(s)T1=253.15K n H2O(l)T1=253.15K H1 H3n H2O(l)T2=273.15Kn H2O(s)T2=273.15K H2 Hp=101.325kPa第二十三页，讲稿共三十三页哦24W=-p外外 V 0 H=U+(pV)(pV)=p V 0Q=Qp=H=-291.43kJ U H=-291.43kJ Q、W、U、Hp=101.325kPa n H2O(s

10、)T1=253.15K n H2O(l)T1=253.15K H1 H3n H2O(l)T2=273.15Kn H2O(s)T2=273.15K H2 H第二十四页，讲稿共三十三页哦25 求求2mol水蒸气于水蒸气于10、85kPa下凝结为液体水过程的下凝结为液体水过程的Q、W、H 及及 U。已知已知100、101.325kPa下水的下水的 vapHm=40.63kJmol-例例9第二十五页，讲稿共三十三页哦26W=-p外外 V或者：或者：第二十六页，讲稿共三十三页哦27已知已知100、101.325kPa下水的下水的 vapHm=40.67kJmol-，水，水蒸气与液体水的摩尔体积分别为蒸气

11、与液体水的摩尔体积分别为Vm(g)=30.19 dm3mol-,Vm(l)=18.0010-dm3mol-1试计算下列两过程的试计算下列两过程的Q、W、H 及及 U 。(1)1mol液体水于液体水于100、101.325kPa下可逆蒸发为水蒸下可逆蒸发为水蒸气；气；(2)1mol液体水在液体水在100恒温下于真空容器中全部蒸发为恒温下于真空容器中全部蒸发为蒸气，而且蒸气的压力恰是蒸气，而且蒸气的压力恰是101.325kPa。例例10第二十七页，讲稿共三十三页哦28(1)100、101.325kPa下可逆蒸发下可逆蒸发第二十八页，讲稿共三十三页哦29(2)100下向真空蒸发下向真空蒸发第二十九页

12、，讲稿共三十三页哦30U、W、Q第三十页，讲稿共三十三页哦31例例11 已知已知100、101.325kPa下水的下水的 vapHm=40.63kJmol-1,0、101.325kPa下冰的下冰的 fusHm=6.02kJmol-1。冰、水、水蒸气。冰、水、水蒸气的平均摩尔定压热容分别为的平均摩尔定压热容分别为37.6JK-1mol-1、75.31JK-1mol-1、33.6JK-1mol-1。求求-10、101.325kPa冰的摩尔升华焓。冰的摩尔升华焓。H2O(s)p=101.325kPaT2=273.15K H2O(l)p=101.325kPaT2=273.15K H2O(l)p=101

13、.325kPaT3=373.15K H2O(g)p=101.325kPaT3=373.15K H2O(s)p =101.325kPaT1 =263.15K H2O(g)p=101.325kPaT1=263.15K第三十一页，讲稿共三十三页哦32 H2O(s)p =101.325kPaT1 =263.15K H2O(g)p=101.325kPaT1=263.15K H2O(s)p =101.325PaT2 =273.15K H2O(l)p=101.325PaT2 =273.15K H2O(l)p=101.325PaT3 =373.15K H2O(g)p=101.325PaT3 =373.15K 在在-10,101.325kPa冰的摩尔升华焓冰的摩尔升华焓 *第三十二页，讲稿共三十三页哦33感谢大家观看第三十三页，讲稿共三十三页哦