物理化學(xué)課件熱力學(xué)第一定律.stamped

1、lawoflawof第一節(jié)、熱力學(xué)概一、1.熱力學(xué)：研究的是宏觀(guān)物質(zhì)間的第一節(jié)、熱力學(xué)概一、1.熱力學(xué)：研究的是宏觀(guān)物質(zhì)間的關(guān)系物理、化的方向和限度。律，熱力學(xué)第三定律是熵的絕對(duì)值定律3.熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)為能量守恒定二、化學(xué)熱力學(xué)：熱力學(xué)基本原理應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)、物二、化學(xué)熱力學(xué)：熱力學(xué)基本原理應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)、物三、理，導(dǎo)出定量的計(jì)算公式，從而得到最終結(jié)論。第二節(jié)、熱力學(xué)基本概一、體系1體系：人為確定的研究對(duì)象（2體系的分類(lèi)體系(isolated第二節(jié)、熱力學(xué)基本概一、體系1體系：人為確定的研究對(duì)象（2體系的分類(lèi)體系(isolated封閉體系(closed 三、體系的性性質(zhì)：描述體系宏觀(guān)狀態(tài)

2、的物理廣度性質(zhì)（）：廣度性質(zhì)三、體系的性性質(zhì)：描述體系宏觀(guān)狀態(tài)的物理廣度性質(zhì)（）：廣度性質(zhì)除以總質(zhì)量或物質(zhì)的量之后成四、四、dV、 dT、d P，P、V、四、dV、 dT、d P，P、V、2 狀態(tài)方程：聯(lián)系各狀態(tài)性質(zhì)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式稱(chēng)為狀態(tài)PV=nRT、（P+n2a/V2）（V-五、1熱熱、功正負(fù)號(hào)的規(guī)定:體系吸熱為正、放熱為負(fù)五、1熱熱、功正負(fù)號(hào)的規(guī)定:體系吸熱為正、放熱為負(fù)；體對(duì)環(huán)境作功為正、環(huán)境對(duì)體系作功為負(fù)一、熱力學(xué)第一定熱力學(xué)第一定變化，其能量一、熱力學(xué)第一定熱力學(xué)第一定變化，其能量守恒多種表述方式，系無(wú)論經(jīng)過(guò)何第一類(lèi)是不可能造成能量總量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中保持不英國(guó)物理學(xué)二內(nèi)內(nèi)能： 又稱(chēng)熱

3、力學(xué)能，是系統(tǒng)所有粒子除整體動(dòng)能U 組組成分子的動(dòng)分二內(nèi)內(nèi)能： 又稱(chēng)熱力學(xué)能，是系統(tǒng)所有粒子除整體動(dòng)能U 組組成分子的動(dòng)分子間相互作用的勢(shì)PV 三熱力學(xué)第一定律的表達(dá)1表達(dá)*U=Q-* 體系從狀態(tài)1狀態(tài)三熱力學(xué)第一定律的表達(dá)1表達(dá)*U=Q-* 體系從狀態(tài)1狀態(tài)*內(nèi)能U為狀態(tài)函數(shù)，Q、W為過(guò)程函dU=Q-封閉體系循環(huán)過(guò)程 體系的內(nèi)能為常一、體積1. 因體系體積的變化而一、體積1. 因體系體積的變化而2.W=fdl= P環(huán)Adl= P環(huán)膨恒外壓膨膨恒外壓膨膨脹2.W=P環(huán)P環(huán)=P環(huán)dV=P 環(huán)多次恒外壓膨W= P環(huán)（V-V1）+ P2.W=P環(huán)P環(huán)=P環(huán)dV=P 環(huán)多次恒外壓膨W= P環(huán)（V-V1

4、）+ P環(huán)（V2-nRT/VdV=nRTln（V /V 三、可逆過(guò)可逆過(guò)程（reversible 不可逆過(guò)程（irreversible 三、可逆過(guò)可逆過(guò)程（reversible 不可逆過(guò)程（irreversible 第焓一、U=Q-P環(huán)V（P環(huán)恒定1 2P體系=P環(huán)境=P恒定U=U-U=Q-P（V-V）=Q-（PV）+（PV）1即：U+（PV）-U+（PV）=Qp定義：第焓一、U=Q-P環(huán)V（P環(huán)恒定1 2P體系=P環(huán)境=P恒定U=U-U=Q-P（V-V）=Q-（PV）+（PV）1即：U+（PV）-U+（PV）=Qp定義：H=U+PV 焓狀態(tài)函數(shù) H=f（T）1. 對(duì)于理想氣體PVT變化，均有

5、 證明：對(duì)于一般情P3V3P4V3P3V3P1 V1 P1. 對(duì)于理想氣體PVT變化，均有 證明：對(duì)于一般情P3V3P4V3P3V3P1 V1 P3V4P2V2 P1V1P2V2只要滿(mǎn)足T1只要滿(mǎn)足T1 2.HU之間的關(guān) 2.HU之間的關(guān) n：反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變?cè)?10K，燃燒葡萄糖（C6H12O6（s）和硬脂酸（s）的U值分別為-2880KJmo -1及-11360KJmol-1，求在310K，燃燒葡萄糖（C6H12O6（s）和硬脂酸（s）的U值分別為-2880KJmo -1及-11360KJmol-1，求H=U=-2880KJmo -H=-11380.6KJmo -1第六一、定容摩爾熱

6、容l度升高k所需要的熱Cv，m=Qv/dT =（Um/T）v 過(guò)程熱Qv=T1T2第六一、定容摩爾熱容l度升高k所需要的熱Cv，m=Qv/dT =（Um/T）v 過(guò)程熱Qv=T1T2vU=T1T2 組成恒定的封閉系統(tǒng)，W=0,恒理想氣體的任意PVT變c. 固體、液體在PVT變化不大時(shí)遵循此規(guī)律若Cv，m為常數(shù)，Qv=nCv，m（T2-T1 二、定壓摩爾熱容1. 定義：1mol物質(zhì)在恒壓，非體積功為零的條件下，僅溫度升 高1k所需要的熱。Cp，m=Qp/dT= （Um/T）p= c. 固體、液體在PVT變化不大時(shí)遵循此規(guī)律若Cv，m為常數(shù)，Qv=nCv，m（T2-T1 二、定壓摩爾熱容1. 定義

7、：1mol物質(zhì)在恒壓，非體積功為零的條件下，僅溫度升 高1k所需要的熱。Cp，m=Qp/dT= （Um/T）p= 2.若Cp，m=nCp，m（T2-三、摩爾熱容隨溫度變化的關(guān)系，和v，種變化就可推知另一種關(guān)系式=n（aT2+1/2bT 2+1/3cT 2三、摩爾熱容隨溫度變化的關(guān)系，和v，種變化就可推知另一種關(guān)系式=n（aT2+1/2bT 2+1/3cT 22（aT1+1/2bT 2+1/3cT 11Qv也有類(lèi)似情Qv、H、U。（已知Cp，m=14.15+75.49610-3T- 17.9910-6T2 JmoL-1K-1 M=0.016Kgmol-1）解Cv，mCp，m Qv、H、U。（已知

8、Cp，m=14.15+75.49610-3T- 17.9910-6T2 JmoL-1K-1 M=0.016Kgmol-1）解Cv，mCp，m Qv=U=-同理nCp，mdT=-第七熱力學(xué)第一定律的應(yīng)一、熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于理想氣（第七熱力學(xué)第一定律的應(yīng)一、熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于理想氣（理想氣體的內(nèi)能和焓均僅為溫度的函的函數(shù)英國(guó)物理學(xué)Cp，m-凝聚相：Cp，m-Cp，m-凝聚相：Cp，m-Cp，m=7/2 R Cp，m=5/2 RCv，m=3/2 2.多原子線(xiàn)性分子的理想氣Cp，m=7/2 Cv，m=5/2 多原子非線(xiàn)性分子理想氣（三）T1P11-（三）T1P11-二、熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于實(shí)際氣（

9、一）（二）節(jié)流膨脹是恒焓過(guò)（三）焦耳二、熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于實(shí)際氣（一）（二）節(jié)流膨脹是恒焓過(guò)（三）焦耳系數(shù)：節(jié)流膨脹氣體的溫度隨壓力的第八熱化學(xué)基本概一、化學(xué)反應(yīng)的熱效1.熱效應(yīng)：封閉體系只作膨脹功 T始=T終，化學(xué)反應(yīng)吸收2.恒容熱效應(yīng)與恒壓熱效二、反應(yīng)進(jìn)度和摩爾反應(yīng)焓變、反應(yīng)1.第八熱化學(xué)基本概一、化學(xué)反應(yīng)的熱效1.熱效應(yīng)：封閉體系只作膨脹功 T始=T終，化學(xué)反應(yīng)吸收2.恒容熱效應(yīng)與恒壓熱效二、反應(yīng)進(jìn)度和摩爾反應(yīng)焓變、反應(yīng)1.2.三、三、五、五、熱機(jī)械分析第九節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)一定律：熱量總值不變定二、由標(biāo)準(zhǔn)摩爾第九節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)一定律：熱量總值不變定二、由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)

10、準(zhǔn)燃燒焓計(jì)1. 標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒標(biāo)準(zhǔn)生成焓：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（atm，T）最穩(wěn)定的單質(zhì)生成 摩爾的化合物時(shí)的熱效應(yīng)，用符號(hào)表示：KJmol-標(biāo)準(zhǔn)生成焓：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（atm，T）由摩爾物質(zhì)完全燃燒所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，用符號(hào)：KJmol- 表示2. 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)產(chǎn)-反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)生成焓：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（atm，T）由摩爾物質(zhì)完全燃燒所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，用符號(hào)：KJmol- 表示2. 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)產(chǎn)-反應(yīng)-|反應(yīng)產(chǎn)四、由鍵焓估算1鍵離解能與鍵H四、由鍵焓估算1鍵離解能與鍵H298 OH（g） =H（g）+O（g） H298 =423.4KJmol例=(502.1+423.4)/2=462.8KJmoL-則2計(jì)

11、-|=|i|bH六、-摩爾積2計(jì)-|=|i|bH六、-摩爾積分溶解熱egral molar heat solution,在一定的溫度和壓力下，1mol溶質(zhì)溶解于為該溶質(zhì)形成該濃度溶液的摩爾積分溶解熱微分摩爾溶解熱dsolHm :differential molar heat of solution ,在一定的溫度和壓力下，1mol溶微分摩爾溶解熱dsolHm :differential molar heat of solution ,在一定的溫度和壓力下，1mol溶質(zhì)溶解于非常積分摩爾稀釋熱idilHm egralmolarheat dilution ,在一定的溫度和壓力下，在含有1mol溶質(zhì)的溶ferentialmolarheatdtn ,o七Kirc