物理化學(xué)（第四版）課件：熱容及其應(yīng)用

1§1.6熱容給定條件下：等容及W′＝0或等壓及W′＝0，無相變化，無化學(xué)變化時(shí)溫度每升高單位溫度所吸收的熱稱為系統(tǒng)的熱容。系統(tǒng)的熱容:一、定義熱容是熱力學(xué)第一定律用于pVT變化的關(guān)鍵量2熱容與系統(tǒng)升溫條件及所含物質(zhì)的量有關(guān)，熱容區(qū)分為：熱容的單位：J

K-1等容熱容：等壓熱容：3將δQV＝dU，δQp＝dH代入，可得

4一定條件下，CV是等容條件下，系統(tǒng)的熱力學(xué)能隨溫度的變化率，Cp是等壓條件下，系統(tǒng)的焓隨溫度的變化率。

CV和Cp的物理意義：5等容摩爾熱容：等壓摩爾熱容：摩爾熱容的單位：J

mol-1

K-16對(duì)氣體分別在等容、等壓條件下單純發(fā)生溫度改變時(shí)計(jì)算

U，

H均適用。而對(duì)液體、固體不分等容、等壓，單純發(fā)生溫度變化時(shí)均可近似應(yīng)用。7對(duì)于一定量組成不變的封閉系統(tǒng)，經(jīng)驗(yàn)證明：T、p、V三個(gè)變量任選兩個(gè)，可以決定系統(tǒng)的狀態(tài)。例如

U=f

(T，p).那么微小的熱力學(xué)能變化dU為：8如果把U看成T，V的函數(shù)，U=f(T,V).那么微小的熱力學(xué)能變化dU為：顯然如果把H看成T，V的函數(shù)，H=f(T,V).那么dH=?9兩組常用公式（討論pVT變化時(shí)常用）10應(yīng)用條件：封閉系統(tǒng)不作非體積功等壓pVT變化或理想氣體任何pVT變化dU=nCV,mdT應(yīng)用條件？11二、熱容與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)式Cp,m為變量，是溫度的函數(shù)，如Cp,m＝a＋bT＋cT2＋dT3或Cp,m＝a＋bT＋c′T-2 Cp,m為常量：例：水在273K~373KCp,m=75.44J

mol-1

K-112

式中a，b，c，c′，d對(duì)一定物質(zhì)均為常數(shù)，可由數(shù)據(jù)表查得(見附錄IV，P344)。Cp,m(H2O,g,373K~773K)=[30.0+10.71×10-3(T/K)+0.33×105(T/K)-2]

J

mol-1

K-1表中即13例:Cp,m=a+bT+cT2如何計(jì)算

H？14三、Cp與CV的關(guān)系(I)15再由等壓下對(duì)溫度求偏導(dǎo)代入式(I)得(I)16理想氣體:Cp-CV=nR或

Cp,m-CV,m=R

是常數(shù)(R)pV=nRT17理想氣體:統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)表明：在溫度不是特別高的條件下，單原子分子系統(tǒng):雙原子分子（或直線型分子）系統(tǒng):多原子分子（非線型）系統(tǒng):18*對(duì)于大多數(shù)熔融金屬，Cp,m-CV,m=0.87R**對(duì)于大多數(shù)固體，常溫下：

Cp,m≈CV,m

溫度升高差值增大（見p20圖1-7）。19提示:——物質(zhì)的體膨脹系數(shù)——物質(zhì)的等溫壓縮率20已知任何物質(zhì)的

已知現(xiàn)查得25℃的摩爾等容熱容CV,m=75.2Jmol-1K-1，

=2.110-4K-1，

=4.44

10-10Pa-1，而水的Vm=18

10-6m3mol-1。試計(jì)算水在25℃的摩爾等容熱容Cp,m。物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程（第四版）印永嘉第25頁(yè)21例:

1molH2由300

K、100

kPa等壓下加熱到1500

K，求

H，U，Q，W。Cp,m(H2,g,300K~1500K)=[27.70+3.39×10-3(T/K)]

J

mol-1

K-1解：

U=H-(pV)=H-p(V2-V1)=H-nR

TQp=

HW=

U-Qp22例:2

molH2由300

K、100

kPa等容下加熱到1500K，求

H，U，Q，W。Cp,m(H2,g,300K~1500K)=[27.70+3.39×10-3(T/K)]J

mol-1

K-1解：

H=U+(pV)=U+nR

T等容下W=0Cp,m-CV,m=RR＝8.3145J·mol-1·K-123四、焓和溫度的關(guān)系H2O（l，273K）————————H2O（g，773K）101325PaΔH=？ΔvapHm(H2O,l)=40600J

mol-1，Cp,m(H2O,l,273K~373K)=75.44J

mol-1

K-1，Cp,m(H2O,g,373K~773K)=[30.0+10.71×10-3(T/K)+0.33×105(T/K)-2]J

mol-1

K-1，24解：H2O（l，273K）H2O（g，773K）

H2O（l，373K）H2O（g，373K）101325Pa101325Pa101325Pa101325PaΔHΔH3ΔH2ΔH1ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH32526本課重點(diǎn)內(nèi)容及教學(xué)基本要求：1、等壓熱容、等容熱容的定義及物理意義；2、能夠計(jì)算溫度變化時(shí)的ΔH；3、明確公式的適用條件并用于計(jì)算理想氣體封閉系統(tǒng)、pVT變化等容過程凝聚系統(tǒng)V變化不大