第一章熱力學(xué)第一定律

第一章熱力學(xué)第一定律第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律的體現(xiàn)。體系火第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月功的計(jì)算體積功功：體積功、非體積功（如電功、界面功等）第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)功的概念，請(qǐng)注意：有限量體積功：微量體積功：（2）計(jì)算體積功時(shí)必須使用外壓。（1）非特殊指明，可用W或δW表示。第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月功的計(jì)算舉例：（1）（向真空）自由膨脹（Freeexpansion）（2）理想氣體等溫等外壓膨脹pV第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)定量理想氣體多次等溫等外壓膨脹V功的計(jì)算舉例：pVpVp第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月同為能量傳遞；同是過程變量，不是體系的狀態(tài)函數(shù)。例題：p50,8,9熱與功第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）焓是體系的狀態(tài)函數(shù)。焓在許多實(shí)際過程，特別是恒壓過程和敞開體系穩(wěn)流過程中表現(xiàn)出有用的性質(zhì)。焓的定義第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）焓和熱力學(xué)能一樣，均是體系的狀態(tài)函數(shù)。例如：p50,7途徑1途徑2AB第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）恒壓過程不做非體積功時(shí)，封閉體系恒壓過程吸收或放出的熱，即恒壓熱，等于體系焓的變化注意：與等外壓不同第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）思考：恒容過程吸收或放出的熱如何？不做非體積功時(shí)，封閉體系恒容過程吸收或放出的熱，即恒容熱，等于體系熱力學(xué)能的變化。第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3焓（enthalpy）或熱焓（heatcontent）思考：不管化學(xué)過程是一步完成或分?jǐn)?shù)步完成，過程總的熱是相同的。該話是否正確？蓋斯定律：熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于恒容、恒壓和不作非體積功時(shí)的推論。第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.定義1.4熱容（heatcapacity）平均熱容真熱容摩爾熱容第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2.等容熱容CV（即體積不變時(shí)的熱容）由1.4熱容（heatcapacity）摩爾等容熱容第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3.等壓熱容CP（即壓力不變時(shí)的熱容）由1.4熱容（heatcapacity）或第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾等壓熱容1.4熱容（heatcapacity）最常用的熱容；是物質(zhì)的特性，并隨聚集狀態(tài)和溫度而變。T（s）（l）（g）第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)驗(yàn)公式或4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾等壓熱容1.4熱容（heatcapacity）使用時(shí)，注意適用的范圍。第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：估計(jì)理想氣體的CP、CV1.4熱容（heatcapacity）（推導(dǎo)見第二章）第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4熱容（heatcapacity）4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾等壓熱容熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)規(guī)定：氣體－壓力為下處于理想氣體狀態(tài)的氣態(tài)純物質(zhì)；液體和固體－壓力為下液態(tài)和固態(tài)純物質(zhì)；溶液中的溶質(zhì)－壓力為下無限稀釋溶液中的溶質(zhì)；第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5

熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用蓋呂薩克焦?fàn)枌?shí)驗(yàn)結(jié)果：第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月分析:氣體自由膨脹時(shí)又1.5

熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用蓋呂薩克焦?fàn)枌?shí)驗(yàn)第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)則上述氣體的自由膨脹過程中，有所以同理討論若第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于一定量理想氣體，1.5

熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用問題：對(duì)于實(shí)際氣體焦耳實(shí)驗(yàn)如何呢？焓如何呢？第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6

標(biāo)準(zhǔn)相變焓相變過程：物質(zhì)從一個(gè)相轉(zhuǎn)移到另一相。如非特別指明，相變過程一般發(fā)生在恒溫條件下。相變過程伴隨吸收或放出熱量－相變焓（熱）。標(biāo)準(zhǔn)相變焓（熱）：相變前后物質(zhì)溫度相同且均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的焓差。標(biāo)準(zhǔn)摩爾蒸發(fā)焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾熔化焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾升華焓第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6

標(biāo)準(zhǔn)相變焓思考：溫度對(duì)相變焓的影響如何？第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6

標(biāo)準(zhǔn)相變焓思考：壓力對(duì)相變焓的影響如何？一般情況下，壓力對(duì)凝聚態(tài)的相變影響較??；某溫度下，?當(dāng)涉及氣相時(shí)，壓力對(duì)物質(zhì)的焓影響顯著。第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.6

標(biāo)準(zhǔn)相變焓例題：求：兩個(gè)過程的功、熱、熱力學(xué)變、焓變。第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓生成焓：由最穩(wěn)定單質(zhì)生成某物質(zhì)時(shí)的焓變。燃燒焓：某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒后的焓變。反應(yīng)進(jìn)度：與反應(yīng)焓變有關(guān)。任一化學(xué)反應(yīng)第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)進(jìn)度規(guī)定：對(duì)反應(yīng)物vB取負(fù)值。對(duì)產(chǎn)物vB取正值。注意:反應(yīng)進(jìn)度的大小依賴于方程式的書寫方式。反應(yīng)進(jìn)度表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓任一化學(xué)反應(yīng)第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.摩爾反應(yīng)焓即單位反應(yīng)進(jìn)度的反應(yīng)焓變。1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓使用摩爾反應(yīng)焓時(shí)，應(yīng)注明反應(yīng)方程式。第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2.標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓例如第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3.標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓例如規(guī)定：穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)。第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)物和產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓反應(yīng)的焓變單質(zhì)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變=產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓-反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的重要應(yīng)用：第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）（2）例子求解第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓單位物質(zhì)的量的物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)壓力p

下完全燃燒所放出的熱量。1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓完全燃燒產(chǎn)物的燃燒焓等于零。第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓-產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓的重要應(yīng)用1.7

標(biāo)準(zhǔn)生成焓和標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.實(shí)驗(yàn)測(cè)定1.8

熱性質(zhì)數(shù)據(jù)的來源量熱學(xué)等容熱效應(yīng)（QV）：在體積不變的情況下發(fā)生的熱效應(yīng)。等壓熱效應(yīng)（QP）：在壓力不變的情況下發(fā)生的熱效應(yīng)。第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)物產(chǎn)物（等壓）產(chǎn)物（等容）QP和QV在等溫下的關(guān)系1.8

熱性質(zhì)數(shù)據(jù)的來源（等溫）第38頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月其中忽略凝聚物的(pV)，并假定氣體為理想氣體，則QP和