chap1(8-9).ppt

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1、例例：（1 1）烧烧杯杯中中盛盛有有NaOHNaOH水水溶溶液液，另另有有一一玻玻泡泡封封有有HClHCl水水溶溶液液，亦亦置置于于烧烧杯杯中中。整整个个烧烧杯杯放放在在绝绝热热箱箱内内的的冰冰水水混混合合物物中中，见见图图1 1。设设法法使使玻玻泡泡破破碎碎后后，温温度度计所示温度未发生变化，冰块则部分融化。计所示温度未发生变化，冰块则部分融化。问：问：。解：解：若取烧杯及烧杯中的物若取烧杯及烧杯中的物质为系统，则质为系统，则若取绝热箱内的所有物质为系统，则若取绝热箱内的所有物质为系统，则例：例：（2 2）一杜瓦瓶中盛有）一杜瓦瓶中盛有NaOHNaOH水溶液，其中有一水溶液，其中有一玻泡封有

2、玻泡封有HClHCl水溶液，整个杜瓦瓶放在盛有冰水混水溶液，整个杜瓦瓶放在盛有冰水混合物的玻璃缸中，见图合物的玻璃缸中，见图2 2。设法使玻泡破碎后，温。设法使玻泡破碎后，温度计所示温度升高度计所示温度升高5K5K，冰块未融化。问：冰块未融化。问：解：解：取杜瓦瓶及其中的物取杜瓦瓶及其中的物质为系统，质为系统，二、二、Joule热功当量实验热功当量实验 以各种形式对水作功，以各种形式对水作功，1 g 纯水纯水14.5 15.5 oC 1 cal=4.16 J规定规定 1 cal=4.1855 J热功当量热功当量Q 不是热质，不是热质，Q 和和 W 是能量传递的两种不同形式是能量传递的两种不同形

3、式3系统：系统：水水由热功当量：由热功当量：热力学能热力学能 U：热力学第一定律：热力学第一定律：4（状态函数特征的反过来的说法）状态函数特征的反过来的说法）Q 和和 W 是过程变量是过程变量H2O(l)1 g101325 Pa14.5 oCH2O(l)1 g101325 Pa15.5 oC5三、热力学第一定律的条件公式三、热力学第一定律的条件公式 盖斯定律盖斯定律 Hess G.H,1802185012/28/2022671 恒容过程：恒压过程：7热效应热效应恒温并只做体积功时系统吸收或放出恒温并只做体积功时系统吸收或放出的热。的热。恒容热效应恒容热效应QV恒温且不做非体积功时，封闭恒温且不

4、做非体积功时，封闭系统恒容过程吸收或放出的热。系统恒容过程吸收或放出的热。恒压热效应恒压热效应Qp恒温且不做非体积功时，封闭恒温且不做非体积功时，封闭系统恒压过程吸收或放出的热。系统恒压过程吸收或放出的热。例：例：某系统由某系统由A A态变到态变到B B态，经历两条不同途径，热、态，经历两条不同途径，热、功、热力学能变化、焓变化分别为功、热力学能变化、焓变化分别为Q1 1,W1 1,U1 1,H1 1和和Q2 2,W2 2,U2 2,H2 2 。试指出下列表达式中，何者是正确试指出下列表达式中，何者是正确的，何者是不正确的。的，何者是不正确的。（1 1）；（2 2）；（3 3）；（4 4）。解

5、：解：不正确不正确 正确正确 正确正确 正确正确 Q,W是过程变量，是过程变量，U,H是状态函数。是状态函数。10何者正确？何者正确？下列表示式在什么条件下才与体积功相等？下列表示式在什么条件下才与体积功相等？（1）-pdV ,（2）-d(pV)。试指出以下各式的适用条件：试指出以下各式的适用条件：（1）U=Q+W ;（2）U=QV ;（3）H=Qp 。p=p外外恒压过程恒压过程封闭系统封闭系统封闭系统，只做体积功封闭系统，只做体积功封闭系统，只做体积功封闭系统，只做体积功一化学反应在恒容绝热的条件下进行，反一化学反应在恒容绝热的条件下进行，反应后系统的温度和压力均高于反应前的，则应后系统的温

6、度和压力均高于反应前的，则系统的系统的 U 0，H 0。（。（、=、例：例：一绝热瓶中有一绝热瓶中有1mol气体，其压力为气体，其压力为P1。此瓶通此瓶通过一具有开关的绝热管与一绝热桶连上。桶底有一过一具有开关的绝热管与一绝热桶连上。桶底有一活塞，塞上有一砝码。砝码对塞的压力等于活塞，塞上有一砝码。砝码对塞的压力等于P2(P1 P2)。将开关拧开，有将开关拧开，有n mol气体流入桶内，活塞即气体流入桶内，活塞即上升，直到双方压力皆等于上升，直到双方压力皆等于P2。试求试求Q,W,U。取绝热瓶、绝取绝热瓶、绝热桶及全部气热桶及全部气体为系统，体为系统，解：解：四、热力学标准状态四、热力学标准状

7、态 物质的热性质依赖于它所处的状态 为了使汇集和使用热性质数据时有一个统一的标准，提出了热力学标准状态的概念。气体：下处于理想气体状态的气态纯物质。r.g.r.g.=i.g.i.g.压力 p p=0 性质X 液体和固体：下的液态和固态纯物质。14典型的子过程和基本的热力学数据：典型的子过程和基本的热力学数据：变温过程变温过程 热容热容 相变过程相变过程 相变热相变热 化学反应化学反应 生成热、燃烧热生成热、燃烧热151-9 标准热容161-9 标准热容 物质温度升高时，分子热运动增强、间距增大，系统做体积功，都吸收热量。平均热容：真热容：摩尔热容：17摩尔定容热容：摩尔定压热容：标准摩尔定压热

8、容：18热容是物质的特性热容是物质的特性同一物质，聚集状态不同，热容不同同一物质，聚集状态不同，热容不同热容是温度的函数热容是温度的函数理想气体的标准热容理想气体的标准热容单原子气体单原子气体双原子气体双原子气体返回章首返回章首热容随温度的变化热容随温度的变化例例1 1计计算算n-Cn-C4 4H H1010在在350K350K时时的的 ，并并求求0.1MPa0.1MPa下下 1mol n-C1mol n-C4 4H H10 10 自自350K350K加热至加热至450K450K所需的热量。所需的热量。解：解：已知：T求得：a，b，c求得：(350K)求得：QT1=300KT2=400KT3=

9、500K(350K)T=350K例例1 1计计算算n-Cn-C4 4H H1010在在350K350K时时的的 ，并并求求0.1MPa0.1MPa下下 1mol n-C1mol n-C4 4H H10 10 自自350K350K加热至加热至450K450K所需的热量。所需的热量。解：解：已知：T求得：a，b，c求得：(350K)求得：Q(2)设设0.1MPa的正丁烷可看作理想气体，按式的正丁烷可看作理想气体，按式(137)例例2 用平均摩尔定压热容计算用平均摩尔定压热容计算0.1MPa压力下，压力下，1mol CO2自自200加热至加热至700所需的热量。所需的热量。解：解：2525200200700700