第一章热力学第一定律

第一章热力学第一定律第1页，课件共40页，创作于2023年2月热力学第一定律是能量守恒定律的体现。体系火第2页，课件共40页，创作于2023年2月功的计算体积功功：体积功、非体积功（如电功、界面功等）第3页，课件共40页，创作于2023年2月有关功的概念，请注意：有限量体积功：微量体积功：（2）计算体积功时必须使用外压。（1）非特殊指明，可用W或δW表示。第4页，课件共40页，创作于2023年2月功的计算举例：（1）（向真空）自由膨胀（Freeexpansion）（2）理想气体等温等外压膨胀pV第5页，课件共40页，创作于2023年2月(3)定量理想气体多次等温等外压膨胀V功的计算举例：pVpVp第6页，课件共40页，创作于2023年2月同为能量传递；同是过程变量，不是体系的状态函数。例题：p50,8,9热与功第7页，课件共40页，创作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或热焓（heatcontent）焓是体系的状态函数。焓在许多实际过程，特别是恒压过程和敞开体系稳流过程中表现出有用的性质。焓的定义第8页，课件共40页，创作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或热焓（heatcontent）焓和热力学能一样，均是体系的状态函数。例如：p50,7途径1途径2AB第9页，课件共40页，创作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或热焓（heatcontent）恒压过程不做非体积功时，封闭体系恒压过程吸收或放出的热，即恒压热，等于体系焓的变化注意：与等外压不同第10页，课件共40页，创作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或热焓（heatcontent）思考：恒容过程吸收或放出的热如何？不做非体积功时，封闭体系恒容过程吸收或放出的热，即恒容热，等于体系热力学能的变化。第11页，课件共40页，创作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或热焓（heatcontent）思考：不管化学过程是一步完成或分数步完成，过程总的热是相同的。该话是否正确？盖斯定律：热力学第一定律应用于恒容、恒压和不作非体积功时的推论。第12页，课件共40页，创作于2023年2月1.定义1.4热容（heatcapacity）平均热容真热容摩尔热容第13页，课件共40页，创作于2023年2月2.等容热容CV（即体积不变时的热容）由1.4热容（heatcapacity）摩尔等容热容第14页，课件共40页，创作于2023年2月3.等压热容CP（即压力不变时的热容）由1.4热容（heatcapacity）或第15页，课件共40页，创作于2023年2月4.标准摩尔等压热容1.4热容（heatcapacity）最常用的热容；是物质的特性，并随聚集状态和温度而变。T（s）（l）（g）第16页，课件共40页，创作于2023年2月经验公式或4.标准摩尔等压热容1.4热容（heatcapacity）使用时，注意适用的范围。第17页，课件共40页，创作于2023年2月讨论：估计理想气体的CP、CV1.4热容（heatcapacity）（推导见第二章）第18页，课件共40页，创作于2023年2月1.4热容（heatcapacity）4.标准摩尔等压热容热力学标准状态规定：气体－压力为下处于理想气体状态的气态纯物质；液体和固体－压力为下液态和固态纯物质；溶液中的溶质－压力为下无限稀释溶液中的溶质；第19页，课件共40页，创作于2023年2月1.5

热力学第一定律对理想气体的应用盖吕萨克焦尔实验结果：第20页，课件共40页，创作于2023年2月分析:气体自由膨胀时又1.5

热力学第一定律对理想气体的应用盖吕萨克焦尔实验第21页，课件共40页，创作于2023年2月假设则上述气体的自由膨胀过程中，有所以同理讨论若第22页，课件共40页，创作于2023年2月对于一定量理想气体，1.5

热力学第一定律对理想气体的应用问题：对于实际气体焦耳实验如何呢？焓如何呢？第23页，课件共40页，创作于2023年2月1.6

标准相变焓相变过程：物质从一个相转移到另一相。如非特别指明，相变过程一般发生在恒温条件下。相变过程伴随吸收或放出热量－相变焓（热）。标准相变焓（热）：相变前后物质温度相同且均处于标准状态时的焓差。标准摩尔蒸发焓标准摩尔熔化焓标准摩尔升华焓第24页，课件共40页，创作于2023年2月1.6

标准相变焓思考：温度对相变焓的影响如何？第25页，课件共40页，创作于2023年2月1.6

标准相变焓思考：压力对相变焓的影响如何？一般情况下，压力对凝聚态的相变影响较小；某温度下，?当涉及气相时，压力对物质的焓影响显著。第26页，课件共40页，创作于2023年2月1.6

标准相变焓例题：求：两个过程的功、热、热力学变、焓变。第27页，课件共40页，创作于2023年2月1.7

标准生成焓和标准燃烧焓生成焓：由最稳定单质生成某物质时的焓变。燃烧焓：某物质在氧气中完全燃烧后的焓变。反应进度：与反应焓变有关。任一化学反应第28页，课件共40页，创作于2023年2月反应进度规定：对反应物vB取负值。对产物vB取正值。注意:反应进度的大小依赖于方程式的书写方式。反应进度表示反应进行的程度。1.7

标准生成焓和标准燃烧焓任一化学反应第29页，课件共40页，创作于2023年2月1.摩尔反应焓即单位反应进度的反应焓变。1.7

标准生成焓和标准燃烧焓使用摩尔反应焓时，应注明反应方程式。第30页，课件共40页，创作于2023年2月2.标准摩尔反应焓1.7

标准生成焓和标准燃烧焓例如第31页，课件共40页，创作于2023年2月3.标准摩尔生成焓1.7

标准生成焓和标准燃烧焓例如规定：稳定单质的标准摩尔生成焓为零。标准摩尔生成焓与物质的聚集状态有关。第32页，课件共40页，创作于2023年2月反应物和产物的标准摩尔生成焓反应的焓变单质反应的标准焓变=产物的标准生成焓-反应物的标准生成焓1.7

标准生成焓和标准燃烧焓标准摩尔生成焓的重要应用：第33页，课件共40页，创作于2023年2月（1）（2）例子求解第34页，课件共40页，创作于2023年2月4.标准摩尔燃烧焓单位物质的量的物质在标准压力p

下完全燃烧所放出的热量。1.7

标准生成焓和标准燃烧焓完全燃烧产物的燃烧焓等于零。第35页，课件共40页，创作于2023年2月标准反应焓变=反应物的标准燃烧焓-产物的标准燃烧焓标准摩尔燃烧焓的重要应用1.7

标准生成焓和标准燃烧焓第36页，课件共40页，创作于2023年2月1.实验测定1.8

热性质数据的来源量热学等容热效应（QV）：在体积不变的情况下发生的热效应。等压热效应（QP）：在压力不变的情况下发生的热效应。第37页，课件共40页，创作于2023年2月反应物产物（等压）产物（等容）QP和QV在等温下的关系1.8

热性质数据的来源（等温）第38页，课件共40页，创作于2023年2月其中忽略凝聚物的(pV)，并假定气体为理想气体，则QP和