物理化學(xué)-0205節(jié)流膨脹

U2+p2V2=U1+p1V1H2=H1節(jié)流過程是一個(gè)恒焓過程第一頁1第二頁，共12頁。2.焦耳-湯姆遜系數(shù)（Joule-Thomsoncoefficient)>0節(jié)流膨脹后，溫度降低<0

節(jié)流膨脹后，溫度升高=0溫度不變H=f(T,p)第二頁2第三頁，共12頁。 當(dāng)時(shí)的溫度稱為轉(zhuǎn)化溫度，這時(shí)氣體經(jīng)焦-湯實(shí)驗(yàn)，溫度不變。在常溫下，一般氣體的均為正值。例如，空氣的，即壓力下降，氣體溫度下降。

但和等氣體在常溫下，，經(jīng)節(jié)流過程，溫度反而升高。若降低溫度，可使它們的 。第三頁3第四頁，共12頁。3.轉(zhuǎn)變曲線在虛線以左是致冷區(qū)，在這個(gè)區(qū)內(nèi)，可以把氣體液化；虛線以右，是致熱區(qū)，氣體通過節(jié)流過程溫度反而升高。選擇不同的起始狀態(tài)，作若干條等焓線。將各條等焓線的極大值相連，就得到一條虛線，將T-p圖分成兩個(gè)區(qū)域。第四頁4第五頁，共12頁。工作物質(zhì)（即筒內(nèi)的氣體）不同，轉(zhuǎn)化曲線的T,p區(qū)間也不同。例如，的轉(zhuǎn)化曲線溫度高，能液化的范圍大；而和則很難液化。第五頁5第六頁，共12頁。

例：理想氣體恒壓下進(jìn)行下列反應(yīng)試計(jì)算:(1).在上述條件下生成1molC時(shí)過程的Q、W、ΔU和ΔH(2).上述反應(yīng)在400K恒溫恒壓下進(jìn)行,生成1molC時(shí)過程的Q、W、ΔU和ΔH已知各物質(zhì)在298K時(shí)Δ

fHm(298K)及Cp,m分別為A(g)+B(g)→2C(g)298K398K498KABCΔfHm(kJ·mol-1)-153035Cp,m(J·K-1·mol-1)103020第六頁6第七頁，共12頁。1/2A(g)298K解:(1)1/2A(g)298KC(g)498K1/2B(g)398K1/2B(g)298KC(g)298K＋＋Qp=ΔHΔH1ΔH3ΔH2ΔH2

=∑νBΔfHm(B)=27.5×103JQ=ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=30kJ第七頁7第八頁，共12頁。W=-pΔV=-p(V產(chǎn)－V反)=-R(nCTC－nATA－nBTB)=1.247kJΔU=Q+W=28.75kJ(2)

W=-pΔV=-Δ(nRT)=ΔnRT=0ΔU=Q+W=Q=ΔH第八頁8第九頁，共12頁。例：已知ΔfHmθ(H2O,g,298.15K)=-241.818kJ·mol-1,CV,m(H2O,g)=4.5R,參加下列反應(yīng)的氣體為理想氣體:H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)

該反應(yīng)系統(tǒng)始態(tài)的溫度為298.15K,壓力為101.325kPa,試分別計(jì)算在下列條件下進(jìn)行反應(yīng)時(shí),反應(yīng)系統(tǒng)末態(tài)的溫度及過程的W、ΔrU、ΔrH(1)絕熱、恒壓反應(yīng)；（2）絕熱恒容反應(yīng)。解:(1)Q＝0，dp=0,W’=0H2(g)+1/2O2(g)T1=298.15H2O(g)TH2O(g)T1Q=ΔrHm=ΔH1+ΔH2=0

ΔH1=ΔfHmθ(H2O,g,298.15K)=241.818kJ·mol-1ΔH2=Cp,m(H2O,g)(T-T1)=(4.5R+R)(T-298.15)第九頁9第十頁，共12頁。(2)解一：Q＝0，W=0H2(g)+1/2O2(g)T1=298.15H2O(g)TH2O(g)T1ΔrUm=ΔU1+ΔU2=0

ΔU1=ΔfHmθ(H2O,g,298.15K)-∑νB(g)RT1ΔU2=CV,m(H2O,g)(T-T1)(2)解二：ΔrHm=ΔH1+ΔH2

ΔH1