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第一章热力学第一定律****题课第一章第一章热力学第一定律热力学第一定律****题课****题课基本概念与公式基本概念与公式例例1 1例例4 4例例7 7例例2 2例例5 5例例8 8例例3 3例例6 6例例9 9 1热力学第一定律§ 热力学概论§ 理想气体的绝热过程§ 热力学的一些基本概念§ 热力学第一定律§ 体积功准静态过程与可逆过程§ 热力学能与焓§ 热容§ 定容及定压下的热 2 热力学第一定律§ Joule – Thomson 效应§ 热化学 Hess 定律§ 几种热效应生成焓与燃烧焓§ 反应焓变与温度的关系- Kirchhoff 定律 3一、基本概念和公式一、基本概念和公式 1 1、系统分类、系统分类:密闭;开放;孤立系统:密闭;开放;孤立系统 2 2、状态函数性质: 、状态函数性质: ①①只决定于始终态,而与途径无关只决定于始终态,而与途径无关( (通过设计通过设计) ) 如: 如: ??U U= = Q Q + + W W Q Q r r+ +W W r r??U U 1 1 + + ??U U 2 2 devise devise devise devise ????? 2112 UUUU dU U????0 dU U 4 dp p H dT C dH T p????????????----------- ----------- ①①----------- ----------- ②② dV V U dT C dU T V??????????任何纯物质单相密闭系统: 任何纯物质单相密闭系统: U U = = f f ( ( T,V T,V ), ), H H = = f f ( ( T,p T,p ) ) 若是若是理想气体理想气体: :U U = = f f ( ( T T ), ), H H = = f f ( ( T T ) ) dT C dU V? dT C dH p? dT CU TT V??? 21②②状态函数的微小改变量是个全微分状态函数的微小改变量是个全微分 dT CH TT p??? 215 P P 外外= =常数常数?? 22111 1VpVp?????P P 外外= =p p??dp dp??p p理想气体等温可逆膨胀理想气体等温可逆膨胀 pV pV = = constant constant Q =-W Q =-W =- =- ∫∫p pd dV V = - = - nRT nRT ln( ln( V V 2 2/ /V V 1 1) ) 理想气体绝热可逆膨胀理想气体绝热可逆膨胀 pV pV ??= = constant constant 抗恒外压膨胀抗恒外压膨胀: : W W = - = - p p 外外??V V; ; 相变相变: : W W =- =-p p??V V =- =-p p( (V V g g––V V l,s l,s ) ) ??- -p pV V g g =- =- nRT nRT ; ; 理想气体绝热膨胀理想气体绝热膨胀: : W W = = ??U U = = C C V V( (T T 2 2??T T 1 1) ) P P 外外=0, =0, 自由膨胀自由膨胀: : W W =0 =0 ; ;?? 22111 1VpVp????? W W = = ????U U = = C C V V( (T T 2 2??T T 1 1) ) 3 3 功: 功: W W =- =-∫∫p p 外外d dV V6 0????????? TV U0????????? UV T0??????????? Hp T 0????????? TV U0????????? UV T0??????????? Hp T 过程过程特点特点理想气体理想气体实际气体实际气体等温膨胀等温膨胀绝热自由绝热自由膨胀膨胀绝热节绝热节流膨胀流膨胀??H H =0 =0 ??U U =0 =0 ??T T =0 =0 即即??U U >0 >0 即即??T T <0 <0 即即??T T <0 <0 ( (除除H H 2 2 , He) , He) 7 4 4、热、热 Q Q: : 无相变无化学变化,只做体积功的无相变无化学变化,只做体积功的任意物质任意物质(从(从①②①②式可得): 式可得): ( (dU dU ) ) V V = = ??Q Q V V = C = C V V dT dT , , ( (dH dH ) ) p p = = ??Q Q p p =