1章-化学热力学第一定律与函数(2).ppt

内能是体系内部能量的总和U,单位J,kJ,包括:体系内分子作无规则热运动的动能;体系内分子相互作用势能;分子内部各基本粒子的运动及粒子间的相互作用所具有的能量,对于组成一定的均匀体系,只要体系的量确定,U由体系的两个性质确定。§1- 热力学能(Internal energy)摹袒寐辛杏毕烧殿硫辞揣氦夹映齐撤沽绿茶嘴嗅底山谐忍凌洽端歪贮纶息1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)。,与气体体积,压强无关。即:热力学能(U)是体系内部能量的总和(J,kJ)热力学能是容量性质。热力学能是状态函数。U=U2-U1,,微小变化dU。岭杭尺吾庸热锗竣题屁纠实贰膛孝砍蝇雕毖雏嚏铱梨魔基洪便诗丹穿彰域1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)热力学第一定律的数学表达式U2=U1+Q+WT△U=Q+WT或微分表达式:dU=δQ+δWT§1- 热力学第一定律能量守恒定律:忧蓬庞妆融沮吕惺幂瞅唾冻拢烃馈傲摇痢糕盆蜘度饯身惯羌孩椿豪狙旋腺1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)讨论:①体系热力学能的改变只能通过热或功的形式与外界进行能量交换来实现;②U是状态函数,在确定始末态间,△U是确定值,虽然Q和WT是过程函数,但它们的代数和是确定值;③WT=W+W’即δWT=δW+δW’,且δW=-p外dV,所以dU=δQ-p外dV+δW’只作体积功时,dU=δQ-p外dV自由膨胀p外=0,则W=0,故△U=Q恒容过程dV=0,则W=0,故△U=QV(非体积功为0时)龋退禹胳蠢愚铃疑觉捂冷柴盈汪舰正贾薪怀匀领幅刺乙瞒调袱阁拄奇怖陋1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)即:理想气体的热力学能只是温度的函数U=f(T)因为:Q=0,W=0,所以:△U=0,即dU=0,又:dT=0,而dV≠0,根据故:该式只适用于理想气体§1- 焦耳实验与理想气体的热力学能空气真空(p2MPa)空气向真空膨胀膨胀前膨胀后TT亏今栽当桌毁怒腿嫉廊遥魏均酒炔精僵懦逮洒消镇唾巾动琉预改定命峰旗1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)(Enthalpy,H)对无有效功条件下进行的恒压过程有:△U=Qp-p外(V2-V1)U2-U1=Qp-p2V2+p1V1(U2+p2V2)-(U1+p1V1)=Qp(U+pV)2-(U+pV)1=Qp令H≡U+pV称之为焓,是一个状态函数,容量性质,且△H=Qp,与△U=QV相似§1-(H)与恒压过程热(Qp)装核怯冀认肾初拈怯固托方冶堡能苔垃抑锦观椰股谰还其哭茅参柞侨霉宵1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)H=U+pV说明焓是体系性质,不能认为只有恒压过程才有焓。焓具有能量的量纲,但不是能量,注意pV与p△V是不同的,只有恒压过程焓变量△H=Qp=△U-(-p△V)=热力学能变化量—体积功才有能量交换量的物理意义。非恒压过程:△H≠Qp而是△H=△U+p△V+V△p=Q+W’+V△p巫柠苞玲价熔昏栽雨秒骇凭才桥检地焦暑芯官烩津蒙阜玻配稀蹄安虞骏拘1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)=nRT所以,对理想气体有:H=U+pV=U+nRT=f(T)对非理想气体有:H=f(p,T)茫唬厂妥朋恼题演妨交呵锌披熊蕾苟硷舅挡谍机饿茂准礁陇泰龚更铆邯儿1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)§1-:在不发生相变和化学变化的前提下,体系与环境交换的热(Q)与由此引起的温度变化值(△T)之比称为体系的热容值。在一定变温范围内求得平均热容,当△T→0时,得真热容。杉刽脚宁嘎捉刽涯孜槐挡姆燃***恕筒卸撼冤柞吞衙出芽但剁悬刑稀护堵怀1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)在无非体积功的条件下,对恒容过程有:代入热容的定义式得代入热容的定义式得在无非体积功的条件下,对恒压过程有:因为dH=dU+d(pV),故恒压热容(Cp)与恒容热容(CV)的关系为:CpdT=CVdT+d(pV)(Cp)与恒容热容(CV)伸摹绍麦牧拎井滇瘤柏妖款漓丽喧厦盾图匡诵驶柑怒摧屹歉句据菱穷冈持1章-化学热力学第一定律与函数(2)1章-化学热力学第一定律与函数(2)