物理化学第2章热力学第一定律 下载本文

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∴ΔU=n

ΔH=ΔU+Δ(PV>= n =nCvm= n

+(P2V2-P1V1>

+nR

∵Cpm-Cvm=R ΔH =n<3)等压过程 P外=P=常数 ΔH =QP= nΔU= QP+W= nΔU= n

n

- n

=-P

= n

结论:理想气体地内能焓仅仅是温度地函数,无论过程如何,只要温度从T1变化到T2, 那么:

内能变化:ΔU=n焓变化:ΔH = n

例2-3 2mol理想气体由27℃,100kPa等温可逆压缩到1000kPa,求该过程地Q,W,△U和△H.已知气体地

解:理想气体等温过程:

.ORjBnOwcEd ,对理想气体等温可逆过程有:

例2-4 4molN2气在27℃,1.0MPa等温可逆膨胀到0.1MPa,再等压升温至127℃,求此过程地Q,W,△U和△H.该气体可视为理想气体,气体地解:全过程可图示如下:

.2MiJTy0dTT 13 / 24

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4mol N2(g> 27℃,1.0MPa gIiSpiue7A Q1,W1 等温可逆 4mol N2(g> 27℃,0.1MPa Q2,W2 等压过程 4mol N2(g> 127℃,

所以,

<4)绝热过程:体系与环境之间没有热交换地过程 ① 绝热过程基本公式 因为绝热过程

,故

无论绝热过程是否可逆,上式均成立.

② 绝热可逆过程

在绝热条件下,体系与环境之间地压力相差无限小量dp时,所进行地过程称为绝热可逆过程.

若n摩尔理想气体,进行一个无限小地绝热可逆过程 δQ=0 dU=δW=-P外dv=-Pdv ∵dU=n

p=nRT/v

,于是得:

∴n= -dv

= -dv

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积分 = -dv

= -R

令Cpm-Cvm=R

=∴

==

结合理想气体状态方程,还可以得出

③ 绝热过程体积功

根据体积功定义,对于可逆过程:

将理想气体绝热可逆过程方程式代入可得:

例2-5 气体氦自273K,

地始态,经过一绝热可逆过程膨胀至105Pa.试计

算终态地温度及体积,此过程地Q,W,△U和△H.<假设氦为理想气体)uEh0U1Yfmh 解:此过程可表示如下:

P1=5×105Pa 此气体地物质地量为: T1=273K V1=10dm3 P2=105Pa T1=? V1=? 此气体为单原子分子理想气体,故

绝热可逆 15 / 24

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<1)V2地计算 由

<2)T2地计算

<3)Q地计算 Q=0 <4)W 地计算

<5)

地计算

<6)

地计算

2. 相变化过程

(1> 相变热及相变焓

我们通常所说地相变热均是指一定量地物质在恒定地温度及压力下(通常是在相平衡地温度、压力下>且没有非体积功时,发生相变化地过程中,系统与环境之间传递地热.由于上述相变过程能满足等压且没有非体积功地条件,所以相变热在数值上等于过程地相变焓.可表示为IAg9qLsgBX 得:

符号地下标表示相变地始态,上标表示相变地终态.由于焓是广度性质,因此相变焓也与发生相变地物质地量有关.摩尔相变焓用符号ΔβαHm表示,其单位为J·mol-1.WwghWvVhPE 16 / 24