第一章熱力學第一定律

第一章熱力學第一定律第一頁，共四十頁，2022年，8月28日熱力學第一定律是能量守恒定律的體現(xiàn)。體系火第二頁，共四十頁，2022年，8月28日功的計算體積功功：體積功、非體積功（如電功、界面功等）第三頁，共四十頁，2022年，8月28日有關功的概念，請注意：有限量體積功：微量體積功：（2）計算體積功時必須使用外壓。（1）非特殊指明，可用W或δW表示。第四頁，共四十頁，2022年，8月28日功的計算舉例：（1）（向真空）自由膨脹（Freeexpansion）（2）理想氣體等溫等外壓膨脹pV第五頁，共四十頁，2022年，8月28日(3)定量理想氣體多次等溫等外壓膨脹V功的計算舉例：pVpVp第六頁，共四十頁，2022年，8月28日同為能量傳遞；同是過程變量，不是體系的狀態(tài)函數(shù)。例題：p50,8,9熱與功第七頁，共四十頁，2022年，8月28日1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）焓是體系的狀態(tài)函數(shù)。焓在許多實際過程，特別是恒壓過程和敞開體系穩(wěn)流過程中表現(xiàn)出有用的性質(zhì)。焓的定義第八頁，共四十頁，2022年，8月28日1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）焓和熱力學能一樣，均是體系的狀態(tài)函數(shù)。例如：p50,7途徑1途徑2AB第九頁，共四十頁，2022年，8月28日1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）恒壓過程不做非體積功時，封閉體系恒壓過程吸收或放出的熱，即恒壓熱，等于體系焓的變化注意：與等外壓不同第十頁，共四十頁，2022年，8月28日1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）思考：恒容過程吸收或放出的熱如何？不做非體積功時，封閉體系恒容過程吸收或放出的熱，即恒容熱，等于體系熱力學能的變化。第十一頁，共四十頁，2022年，8月28日1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）思考：不管化學過程是一步完成或分數(shù)步完成，過程總的熱是相同的。該話是否正確？蓋斯定律：熱力學第一定律應用于恒容、恒壓和不作非體積功時的推論。第十二頁，共四十頁，2022年，8月28日1.定義1.4熱容（heatcapacity）平均熱容真熱容摩爾熱容第十三頁，共四十頁，2022年，8月28日2.等容熱容CV（即體積不變時的熱容）由1.4熱容（heatcapacity）摩爾等容熱容第十四頁，共四十頁，2022年，8月28日3.等壓熱容CP（即壓力不變時的熱容）由1.4熱容（heatcapacity）或第十五頁，共四十頁，2022年，8月28日4.標準摩爾等壓熱容1.4熱容（heatcapacity）最常用的熱容；是物質(zhì)的特性，并隨聚集狀態(tài)和溫度而變。T（s）（l）（g）第十六頁，共四十頁，2022年，8月28日經(jīng)驗公式或4.標準摩爾等壓熱容1.4熱容（heatcapacity）使用時，注意適用的范圍。第十七頁，共四十頁，2022年，8月28日討論：估計理想氣體的CP、CV1.4熱容（heatcapacity）（推導見第二章）第十八頁，共四十頁，2022年，8月28日1.4熱容（heatcapacity）4.標準摩爾等壓熱容熱力學標準狀態(tài)規(guī)定：氣體－壓力為下處于理想氣體狀態(tài)的氣態(tài)純物質(zhì)；液體和固體－壓力為下液態(tài)和固態(tài)純物質(zhì)；溶液中的溶質(zhì)－壓力為下無限稀釋溶液中的溶質(zhì)；第十九頁，共四十頁，2022年，8月28日1.5

熱力學第一定律對理想氣體的應用蓋呂薩克焦爾實驗結果：第二十頁，共四十頁，2022年，8月28日分析:氣體自由膨脹時又1.5

熱力學第一定律對理想氣體的應用蓋呂薩克焦爾實驗第二十一頁，共四十頁，2022年，8月28日假設則上述氣體的自由膨脹過程中，有所以同理討論若第二十二頁，共四十頁，2022年，8月28日對于一定量理想氣體，1.5

熱力學第一定律對理想氣體的應用問題：對于實際氣體焦耳實驗如何呢？焓如何呢？第二十三頁，共四十頁，2022年，8月28日1.6

標準相變焓相變過程：物質(zhì)從一個相轉移到另一相。如非特別指明，相變過程一般發(fā)生在恒溫條件下。相變過程伴隨吸收或放出熱量－相變焓（熱）。標準相變焓（熱）：相變前后物質(zhì)溫度相同且均處于標準狀態(tài)時的焓差。標準摩爾蒸發(fā)焓標準摩爾熔化焓標準摩爾升華焓第二十四頁，共四十頁，2022年，8月28日1.6

標準相變焓思考：溫度對相變焓的影響如何？第二十五頁，共四十頁，2022年，8月28日1.6

標準相變焓思考：壓力對相變焓的影響如何？一般情況下，壓力對凝聚態(tài)的相變影響較??；某溫度下，?當涉及氣相時，壓力對物質(zhì)的焓影響顯著。第二十六頁，共四十頁，2022年，8月28日1.6

標準相變焓例題：求：兩個過程的功、熱、熱力學變、焓變。第二十七頁，共四十頁，2022年，8月28日1.7

標準生成焓和標準燃燒焓生成焓：由最穩(wěn)定單質(zhì)生成某物質(zhì)時的焓變。燃燒焓：某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒后的焓變。反應進度：與反應焓變有關。任一化學反應第二十八頁，共四十頁，2022年，8月28日反應進度規(guī)定：對反應物vB取負值。對產(chǎn)物vB取正值。注意:反應進度的大小依賴于方程式的書寫方式。反應進度表示反應進行的程度。1.7

標準生成焓和標準燃燒焓任一化學反應第二十九頁，共四十頁，2022年，8月28日1.摩爾反應焓即單位反應進度的反應焓變。1.7

標準生成焓和標準燃燒焓使用摩爾反應焓時，應注明反應方程式。第三十頁，共四十頁，2022年，8月28日2.標準摩爾反應焓1.7

標準生成焓和標準燃燒焓例如第三十一頁，共四十頁，2022年，8月28日3.標準摩爾生成焓1.7

標準生成焓和標準燃燒焓例如規(guī)定：穩(wěn)定單質(zhì)的標準摩爾生成焓為零。標準摩爾生成焓與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關。第三十二頁，共四十頁，2022年，8月28日反應物和產(chǎn)物的標準摩爾生成焓反應的焓變單質(zhì)反應的標準焓變=產(chǎn)物的標準生成焓-反應物的標準生成焓1.7

標準生成焓和標準燃燒焓標準摩爾生成焓的重要應用：第三十三頁，共四十頁，2022年，8月28日（1）（2）例子求解第三十四頁，共四十頁，2022年，8月28日4.標準摩爾燃燒焓單位物質(zhì)的量的物質(zhì)在標準壓力p下完全燃燒所放出的熱量。1.7

標準生成焓和標準燃燒焓完全燃燒產(chǎn)物的燃燒焓等于零。第三十五頁，共四十頁，2022年，8月28日標準反應焓變=反應物的標準燃燒焓-產(chǎn)物的標準燃燒焓標準摩爾燃燒焓的重要應用1.7

標準生成焓和標準燃燒焓第三十六頁，共四十頁，2022年，8月28日1.實驗測定1.8

熱性質(zhì)數(shù)據(jù)的來源量熱學等容熱效應（QV）：在體積不變的情況下發(fā)生的熱效應。等壓熱效應（QP）：在壓力不變的情況下發(fā)生的熱效應。第三十七頁，共四十頁，2022年，8月28日反應物產(chǎn)物（等壓）產(chǎn)物（等容）QP和QV在等溫下的關系1.8

熱性質(zhì)數(shù)據(jù)的來源（等溫）第三十八頁，共四十頁，2022年，8月28日其中忽略凝聚物的(pV)，并假定氣體為理想氣體，則QP和