热力学第一定律总结

1、热一定律总结一、通用公式U=Q+W绝热：Q=0，U =W恒容 (W：W= 0 ，U=Q=0)V恒压 (W=0)：Wp VpV，U=-=-( )恒容 +绝热 ( W=0)：U = 0恒压 +绝热 ( W=0)：H = 0焓的定义式： H =U +pVH =典型例题 ：3.11思考题第 3 题，第 4 题。QpVH=Qp-( )U +( pV)二、理想气体的单纯pVT变化恒温：U=H=0变温：V, m或T2U = nT1CdT或dTH = nT2Cp, mU = nCV, m( T2- T1)H = nCp, m( T2- T1)T1H = Q，否则不一定相等。如恒容， U = Q，否则不一定相等

2、。如恒压，Cp, m CV, m= R双原子理想气体： Cp, m=RCV, m= 5R7/2,/2单原子理想气体： Cp, m=RCV, m= 3R5/2,/2典型例题： 3.18思考题第 2,3,4题书 2.18 、2.19三、 凝聚态物质的U和H只和温度有关2或H = nCp,U H=Tn Cp, mdTU 典型例题 ：书 2.15T1四、可逆相变（一定温度T 和对应的 p 下的相变，是恒压过程）H =Qp = nHmU H nRT(n：气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变，如熔化、凝固、转晶等，则n = 0 ，U H。101.325 kPa 及其对应温度下的相变可以查表。 相，温度

3、 T，压力 pH1 相，温度 T0，压 力101.325 相，温度 T，压力 pH3m( T0)H 相，温度 T0，可逆相变压 力101.325kPa Hm( T) =H1 +Hm( T0) +H3kPa其它温度下的相变要设计状态函数不管是理想气体或凝聚态物质，计算。典型例题： 3.18 作业题第 3 题五、化学反应焓的计算298.15 K:其他温度：状态函数法H1 和H3 均仅为温度的函数，可以直接用Cp,m或反应物cH?( 反)aA + 反应物bBH = nT2 Cp, mdTHaTA11 +H?bBf( 反 )完全燃烧r Hm( T)产物?r HmH =?cH生(成生物生成物yY+ zZ

4、nCp, m( T2- T1)yYH+? zZ H3f( 生r Hm? = b反应物H?( 生) faA + bBH?(B)f(298m.15 K)r mH生成物稳定单质(298.15 K)f H? ( 反) =y f Hm?(Y) +z f Hm?(Z) a f Hm?(A)yY + zZ(298.15 K)?=?r HmcH( 反) zc Hm?(Z)?(A) +b?y?(Y)cH( 生) = acHmcHm (B)cHmU 和H 的关系：U =H nRT （n：气体摩尔数的变化量。）典型例题： 3.25 思考题第 2 题3 题”典型例题： 见本总结“十、状态函数法。典型例题第六、体积功的

5、计算pambV通式： W= -dWpambV2-V1)恒外压： = -(恒温可逆 ( 可逆说明 pamb = p) ：W= nRTln( p2/ p1) =- nRTln( V2/ V1)pV绝热可逆： pV = 常数 ( = C , m/ C , m ) 。利用此式求出末态温度T2，则WU=nCV, mT2T1)=(Wp2V2 p1V1)/( 1)或：=(典型例题： 书 2.38 ，3.25 作业第 1 题七、 p- V 图pp恒 容 过程恒压过程恒 温 过程绝热可逆过程VV斜率大小：绝热可逆线 恒温线典型例题：如图， AB和 AC均为理想气体变化过程，若B、C 在同一条绝热线上，那么?UA

6、B与?UAC的关系是：(A)? ?U AB ?U AC ；? ? ?(B) ?U AB ?U AC ；(C)? ?U AB = ?U AC ；? ? ?(D)无法比较两者大小。八、可逆过程可逆膨胀，系统对环境做最大功（因为膨胀意味着pamb p，可逆时 pamb取到最大值 p）；可逆压缩，环境对系统做最小功。典型例题：1 mol 理想气体等温 (313 K) 膨胀过程中从热源吸热600J，所做的功仅是变到相同终态时最大功的1/10 ，则气体膨胀至终态时，体积是原来的_倍。九、求火焰最高温度：Qp = 0,H = 0求爆炸最高温度、最高压力：QV = 0,W= 0典型例题： 见本总结“十、状态函

7、数法。典型例题第十、状态函数法（重要！ ）U = 03 题”设计途径计算系统由始态到终态，状态函数的变化量。典型例题：1、将 373.15K 及 0.5p 的水汽 100 dm3，可逆恒温压缩到103dm，试计算此过程的W,Q和U。2、1mol 理想气体由 2atm、10L 时恒容升温，使压力到 20 atm。再恒压压缩至体积为1L。求整个过程的W、Q、U和H。3、298K时， 1 mol H 2(g) 在 10 mol O 2(g) 中燃烧H2(g) + 10O 2(g) = H2O(g) + 9.5O 2(g)已知水蒸气的生成热?(H O, g) = -242.67 kJmol-1,Hr

8、m2Cp,m(H2) = Cp,m(O2) = 27.20 JK-1 mol-1 , Cp,m(H2O) = 31.38JK-1 mol-1 .a) 求 298 K 时燃烧反应的cUm；b) 求 498 K 时燃烧反应的cHm；c) 若反应起始温度为 298 K ，求在一个密封氧弹中绝热爆炸的最高温度。十、了解节流膨胀的过程并了解节流膨胀是 绝热、恒焓 过程典型例题 ：1、理想气体经过节流膨胀后, 热力学能 _( 升高 , 降低 ,不变 )2、非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的：(A) Q = 0，?H = 0 ，?p 0；(B) Q=0，?H 0 ，?p 0，?H = 0 ，

9、?p 0；(D) Q0，?H = 0 ，?p 0。十一、其他重要概念如系统与环境，状态函数，平衡态， 生成焓，燃烧焓， 可逆过程等，无法一一列举典型例题 ：1、书 2.212、体系内热力学能变化为零的过程有：(A) 等温等压下的可逆相变过程(B) 理想气体的绝热膨胀过程(C) 不同理想气体在等温等压下的混合过程(D) 恒容绝热体系的任何过程十二、本章重要英语单词system 系统surroundings环境state function状态函数equilibrium平衡态open/closed/isolated system开放 / 封闭 / 隔离系统work 功heat热energy能量exp

10、ansion/non-expansion work体积功 / 非体积功free expansion自由膨胀vacuum 真空thermodynamic energy/internal energy热力学 / 内能perpetual motion machine永动机The First Law of Thermodynamics热力学第一定律heat supplied at constant volume/pressure恒容热 / 恒压热adiabatic绝热的 diathermic导热的 exothermic/endothermic放热的 / 吸热的isothermal等温的 isobaric等压的heat capacity热容heat capacity at constant volume/pressure定容热容 / 定压热容enthalpy焓condensed matter凝聚态物质phase change相变sublimation升华 vaporization蒸发 fusion熔化reactio