物理化学：1-4热与过程

1、 1-4 热与过程热与过程一等容热一等容热 - Qv 封闭体系封闭体系，W= 0（只做体积功只做体积功），发生一发生一等容过程等容过程：W = We = PedV = 0 Qv = U Qv = dU 公式意义公式意义：在封闭体系中，只做体积功的等容过程，体：在封闭体系中，只做体积功的等容过程，体系吸收的热系吸收的热( (等容热等容热Q Qv v) )全部用来增加体系的热力学能。全部用来增加体系的热力学能。 公式适用条件公式适用条件：封闭体系、：封闭体系、W= 0、等容过程。、等容过程。 公式适用范围公式适用范围：任意物质任意物质在上述条件下在上述条件下, , 所发生的所发生的相变相变、 物理

2、变化物理变化、化学反应等。化学反应等。 二等压热二等压热 - Qp 封闭体系封闭体系，W= 0，发生一发生一等压过程等压过程： U = Qp + W = Qp - ( P2V2 P1V1 ) Qp = ( U2 U1 ) + ( P2V2 P1V1 ) = ( U2 + P2V2) ( U1 + P1V1 ) 定义：定义： H = U + PV H - 焓（焓（ J , kJ ），），是体系的是体系的状态函数状态函数。广度性质其。广度性质其绝对值无法确定。绝对值无法确定。 = Pe ( V2 V1 ) = ( P2V2 P1V1 )W = We = PedV = PeV Qp = H2 H1

3、= H Qp = dH 公式意义公式意义：在封闭体系中，只做体积功的等压过：在封闭体系中，只做体积功的等压过程，体系吸收的热程，体系吸收的热( (等压热等压热Qp) )全部用来增加体系全部用来增加体系的焓。的焓。公式适用条件公式适用条件：封闭体系、：封闭体系、W= 0 0、等压过程。、等压过程。公式适用范围公式适用范围：任意物质任意物质在上述条件下在上述条件下, , 所发生所发生的的相变、物理变化、化学变化相变、物理变化、化学变化等。等。 课堂练习题：4在孤立体系中进行的变化，U、H的值为：A) U 0, H 0 B) U = 0, H = 0 C) U 0, H 0 D) U = 0, H无

4、法确定D2. 因QP = H， Q V = U，所以QP 与QV 都是状态函数。3.某理想气体始态压力是100kPa，反抗恒外压10kPa膨胀，则Q= H。1.焓的改变量只与体系的始终态有关。 三三 热热 容容 热容热容 - - 使一定量的使一定量的均相物质，在无相变、均相物质，在无相变、无化学变化的条件下无化学变化的条件下，升高，升高1 1K K温度所吸收的热量。温度所吸收的热量。（J JK K-1-1 ）dTQC 摩尔热容摩尔热容 Cm ( JK-1mol-1 ):nCCm1. 等容热容等容热容 CV 封闭封闭体系、体系、W=0 、等、等容容条件条件下，且均下，且均相相物质、无物质、无相变

5、、相变、无无化学变化化学变化 : : dTQCVVdTdUdTnCdTCdUmVV,21,TTmVdTnCU公式适用条件公式适用条件 : :封闭体系、无相变、无化学变化、封闭体系、无相变、无化学变化、 W=0 的等容过程的等容过程公式适用对象公式适用对象 : : 任意的气体、液体、固体物质任意的气体、液体、固体物质 2. 等等压压热容热容 Cp 封闭体系、封闭体系、W=0 、等压、等压条件下，且均相物质、无相变、条件下，且均相物质、无相变、无化学变化无化学变化 : : dTQCppdTdHdTnCdTCdHmpp,21,TTmpdTnCH公式适用条件公式适用条件 : :封闭体系、无相变、无化学

6、变化、封闭体系、无相变、无化学变化、 W=0 的等压过程的等压过程公式适用对象公式适用对象 : : 任意的气体、液体、固体物质任意的气体、液体、固体物质 例题：例题： H2 ( 273K, 44.8dm3, g) H2 ( 293K, 44.8dm3, g) H2 ( 273K, 105 Pa, g ) H2 ( 293K, 105 Pa, g )已知：已知：H2的的 CV ,m = 2.5R , Cp,m = 3.5R , n = 2 mol分别求两过程的分别求两过程的U、H、Q、W过程过程1293273,831)273293(5 . 222JRdTCUmV W = U- Qv= 0 J H = U + (PV) = U + (nRT) = U + nRT = 831 + 28.314( 293273 ) = 1164 J293273,1164)273293(5 . 322JRdTCHmpQv = U过程过程2. 293273,1164)273293(5 . 322JRdTCHmp W = P( V2 V1 ) = -nR( T2 T1 ) = 333 J U = Q + W = 1164 333 = 831 J293273,831)273293(5 . 222JRdTCUmVQp = H四热容与温度的关系四热容与温度的关系 Cp,m = a