02章_热力学第一定律及其应用.ppt

物理化学电子教案—第二章 2.1 热力学概论 热力学的研究对象 热力学的方法和局限性 体系与环境 体系分类 体系分类 体系分类 体系分类 体系的性质 常见的变化过程 常见的变化过程 热力学平衡态 热力学平衡态 状态函数 状态方程 热和功 2．2 热力学第一定律 热功当量 能量守恒定律 热力学能 第一定律的文字表述 第一定律的文字表述 第一定律的数学表达式 热和功 热和功 2．3 准静态过程与可逆过程 功与过程 功与过程(等外压膨胀） 功与过程 功与过程（多次等外压膨胀） 功与过程 功与过程（可逆膨胀） 功与过程 功与过程 功与过程 准静态过程（guasistatic process） 可逆过程（reversible process） 可逆过程（reversible process） 2.4 定容及定压下的热 2.5 焓 （enthalpy） 2.5 热容 （heat capacity） 2.5 热容 （heat capacity） 2.5 热容 （heat capacity） 2.5 热容 （heat capacity） 2.5 热容 （heat capacity） 2.6 理想气体的内能和焓 Gay-Lussac-Joule实验 Gay-Lussac-Joule实验 理想气体的内能和焓 理想气体的Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 一般封闭体系Cp与Cv之差 2.8 理想气体的绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 绝热过程（addiabatic process) 2.7 实际气体的节流膨胀 节流过程（throttling proces) 节流过程（throttling proces) 节流过程的U和H 节流过程的U和H 焦––汤系数定义： 转化温度（inversion temperature) 决定 值的因素 决定 值的因素 决定 值的因素 实际气体的 2.8 热化学 2.8 热化学 2.8 热化学 反应进度（extent of reaction ） 反应进度（extent of reaction ） 等压、等容热效应 等压、等容热效应 等压、等容热效应 等压、等容热效应 热化学方程式 热化学方程式 热化学方程式 压力的标准态 压力的标准态 2.9 盖斯定律（Hess’s law） 盖斯定律 2.10 几种热效应 生成热 生成热 生成热 燃烧热 燃烧热 燃烧热 利用燃烧热求化学反应的焓变 利用燃烧焓求生成焓 2.11 基尔戈夫定律 绝热功的求算 （1）理想气体绝热可逆过程的功 所以 因为 （2）绝热状态变化过程的功 因为计算过程中未引入其它限制条件，所以该公式适用于定组成封闭体系的一般绝热过程，不一定是可逆过程。 - Joule-Thomson效应 Joule在1843年所做的气体自由膨胀实验是不够精确的，1852年Joule和Thomson 设计了新的实验，称为节流过程。 在这个实验中，使人们对实际气体的U和H的性质有所了解，并且在获得低温和气体液化工业中有重要应用。 在一个圆形绝热筒的中部有一个多孔塞和小孔，使气体不能很快通过，并维持塞两边的压差。 下图是终态，左边气体压缩，通过小孔，向右边膨胀，气体的终态为 。 实验装置如图所示。上图是始态，左边有状态为 的气体。 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 膨胀区 多孔塞 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 压缩区 多孔塞 膨胀区 开始，环境将一定量气体压缩时所作功（即以气体为体系得到的功）为： 节流过程是在绝热筒中进行的，Q=0 ，所以： 气体通过小孔膨胀，对环境作功为： 在压缩和膨胀时体系净功的变化应该是两个功的代数和。 即 节流过程是个等焓过程。 移项 0 经节流膨胀后，气体温度降低。 称为焦-汤系数（Joule-Thomson coefficient),它表示经节流过程后，气体温度