熱力學第一定律總結

1、.熱一定律總結一、 通用公式u = q + w絕熱： q = 0，u = w恒容(w=0)：w = 0，u = qv恒壓(w=0)：w=-pv=-(pv)，u = q-(pv) h = qp恒容+絕熱(w=0) ：u = 0恒壓+絕熱(w=0) ：h = 0焓的定義式：h = u + pv h = u + (pv)典型例題：3.11思考題第3題，第4題。 二、 理想氣體的單純pvt變化u = n cv, mdtt2t1u = ncv, m(t2-t1)恒溫：u = h = 0h = ncp, m(t2-t1)h = n cp, mdtt2t1變溫： 或 或 如恒容，u = q，否則不一定相等。

2、如恒壓，h = q，否則不一定相等。cp, m cv, m = r雙原子理想氣體：cp, m = 7r/2, cv, m = 5r/2單原子理想氣體：cp, m = 5r/2, cv, m = 3r/2典型例題：3.18思考題第2,3,4題 書2.18、2.19u h = n cp, mdtt2t1u h = ncp, m(t2-t1)三、 凝聚態(tài)物質的u和h只和溫度有關或典型例題：書2.15精品.h = qp = n hm四、可逆相變（一定溫度t和對應的p下的相變，是恒壓過程）u h nrt(n：氣體摩爾數的變化量。如凝聚態(tài)物質之間相變，如熔化、凝固、轉晶等，則n = 0，u h。101.3

3、25 kpa及其對應溫度下的相變可以查表。其它溫度下的相變要設計狀態(tài)函數h = ncp, m(t2-t1)h = n cp, mdtt2t1 hm(t) = h1 + hm(t0) + h3 hm(t)相，溫度t，壓力p相，溫度t0，壓力101.325 kpah1相，溫度t，壓力p相，溫度t0，壓力101.325 kpah3 hm(t0)可逆相變不管是理想氣體或凝聚態(tài)物質，h1和h3均僅為溫度的函數，可以直接用cp,m計算。或典型例題：3.18作業(yè)題第3題298.15 k:五、化學反應焓的計算穩(wěn)定單質反應物aa + bbrhm生成物yy + zz完全燃燒產物ch(反)ch(生)fh(反)fh(

4、生)rhm =fh(生) fh(反) = yfhm(y) + zfhm(z) afhm(a) bfhm(b)rhm =ch(反) ch(生) = achm(a) + bchm(b) ychm(y) zchm(z)其他溫度：狀態(tài)函數法精品.rhm(t)rhm(298.15 k)反應物aa + bb(溫度t)反應物aa + bb(298.15 k)h1生成物yy + zz(溫度t)生成物yy + zz(298.15 k)h3u和h的關系：u = h nrt （n：氣體摩爾數的變化量。）典型例題：3.25思考題第2題典型例題：見本總結“十、狀態(tài)函數法。典型例題第3題”六、體積功的計算通式：w = -

5、pambdv恒外壓：w = -pamb(v2-v1) 恒溫可逆(可逆說明pamb = p)：w = nrtln(p2/p1) = -nrtln(v2/v1)絕熱可逆：pv= 常數( = cp, m/cv, m)。 利用此式求出末態(tài)溫度t2，則w =u = ncv, m(t2 t1)或：w = (p2v2 p1v1)/( 1)典型例題： 書2.38，3.25作業(yè)第1題v恒容過程恒壓過程p恒溫過程絕熱可逆過程pv七、p-v圖斜率大小：絕熱可逆線 恒溫線精品.典型例題：如圖，ab和ac均為理想氣體變化過程，若b、c在同一條絕熱線上，那么uab與uac的關系是：(a) uab uac ； (b) ua

6、b uac ；(c) uab = uac ； (d) 無法比較兩者大小。八、可逆過程可逆膨脹，系統對環(huán)境做最大功（因為膨脹意味著pamb p，可逆時pamb取到最大值p）；可逆壓縮，環(huán)境對系統做最小功。典型例題：1 mol理想氣體等溫(313 k)膨脹過程中從熱源吸熱600 j，所做的功僅是變到相同終態(tài)時最大功的1/10，則氣體膨脹至終態(tài)時，體積是原來的_倍。九、求火焰最高溫度： qp = 0, h = 0求爆炸最高溫度、最高壓力：qv = 0, w = 0 u = 0典型例題：見本總結“十、狀態(tài)函數法。典型例題第3題”十、狀態(tài)函數法（重要?。┰O計途徑計算系統由始態(tài)到終態(tài)，狀態(tài)函數的變化量。典

7、型例題：1、 將373.15k及0.5p的水汽100 dm3，可逆恒溫壓縮到10 dm3，試計算此過程的w,q和u。2、 1mol理想氣體由2atm、10l時恒容升溫，使壓力到20 atm。再恒壓壓縮至體積為1l。求整個過程的w、q、u和h。3、 298k時，1 mol h2(g)在10 mol o2(g)中燃燒h2(g) + 10o2(g) = h2o(g) + 9.5o2(g)已知水蒸氣的生成熱rhm(h2o, g) = -242.67 kjmol-1, cp,m(h2) = cp,m(o2) = 27.20 jk-1mol-1, cp,m(h2o) = 31.38 jk-1mol-1.a

8、) 求298 k時燃燒反應的cum；b) 求498 k時燃燒反應的chm；c) 若反應起始溫度為298 k，求在一個密封氧彈中絕熱爆炸的最高溫度。十、了解節(jié)流膨脹的過程并了解節(jié)流膨脹是絕熱、恒焓過程典型例題：1、理想氣體經過節(jié)流膨脹后,熱力學能_(升高,降低,不變)2、非理想氣體的節(jié)流膨脹過程中，下列哪一種描述是正確的： (a) q = 0，h = 0，p 0 ； (b) q = 0，h 0，p 0，h = 0，p 0 ； (d) q 0，h = 0，p 0 。十一、其他重要概念如系統與環(huán)境，狀態(tài)函數，平衡態(tài)，生成焓，燃燒焓，可逆過程等，無法一一列舉精品.典型例題：1、書2.212、體系內熱力

9、學能變化為零的過程有：(a) 等溫等壓下的可逆相變過程(b) 理想氣體的絕熱膨脹過程(c) 不同理想氣體在等溫等壓下的混合過程(d) 恒容絕熱體系的任何過程十二、本章重要英語單詞system 系統surroundings 環(huán)境state function 狀態(tài)函數equilibrium 平衡態(tài)open/closed/isolated system 開放/封閉/隔離系統work 功heat 熱energy 能量expansion/non-expansion work 體積功/非體積功free expansion 自由膨脹vacuum 真空thermodynamic energy/internal

10、 energy 熱力學/內能perpetual motion machine 永動機the first law of thermodynamics熱力學第一定律heat supplied at constant volume/pressure 恒容熱/恒壓熱adiabatic 絕熱的diathermic 導熱的exothermic/endothermic 放熱的/吸熱的isothermal 等溫的isobaric 等壓的heat capacity 熱容heat capacity at constant volume/pressure 定容熱容/定壓熱容enthalpy 焓condensed matter 凝聚態(tài)物質phase change 相變 sublimation 升華vaporization 蒸發(fā)fusion 熔化reaction/formation/combustio