热力学第一定律 课件_热力学第一定律发现者_物理学热力学第一定律(9)

1.一次等外压压缩 在外压为 下，一次从 压缩到 ，环境对系统所作的功（即系统得到的功）为 二、等温压缩过程 将体积从 压缩到 ，有如下三种途径： 一次等外压压缩 始 态 终 态 2. 多次等外压压缩 第二步：用 的压力将系统从 压缩到 整个过程所作的功为两步的加和。 第一步：用 的压力将系统从 压缩到 3.内压比外压小一个无穷小的值 如果将蒸发掉的水气慢慢在杯中凝聚，使压力缓慢增加，恢复到原状，所作的功为： 则系统和环境都能恢复到原状。 始 态 终 态 水 功与过程小结 功与变化的途径有关 可逆膨胀，系统对环境作最大功；可逆压缩，环境对系统作最小功。哪什么是可逆过程呢 在过程进行的每一瞬间，系统都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间 dt 内，状态参量在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程。 准静态过程是一种理想过程，实际上是办不到的。 二、准静态过程（guasi-static process） 上例无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。 系统经过某一过程从状态（1）变到状态（2）之后，如果能使系统和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，则该过程称为热力学可逆过程。

否则为不可逆过程。 上述准静态膨胀过程若没有因摩擦等因素造成能量的耗散，可看作是一种可逆过程。 三、可逆过程（reversible process） 可逆过程中的每一步都接近于平衡态，可以向相反的方向进行，从始态到终态，再从终态回到始态，系统和环境都能恢复原状。 可逆过程的特点： （1）状态变化时推动力与阻力相差无限小，系统与环境始终无限接近于平衡态；可逆途径所经历的每一微小变化都在平衡态之间进行,亦称准静态途径 这显然是一个理想化的抽象途径 （3）系统变化一个循环后，系统和环境均恢复原态，变化过程中无任何耗散效应； （4）等温可逆过程中，系统对环境做最大功，环境对系统做最小功。 （2）过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个 方向到达； 根据热力学第一定律 当 若发生一个微小变化 等容且不做非膨胀功的条件下，系统的热力学能的变化等于等容热效应 一、定容热 根据热力学第一定律 若发生一个微小变化 当 二、定压热 定义: 等压且不做非膨胀功的条件下，系统的焓变等于等压热效应 焓不是能量 虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律 焓是状态函数 定义式中焓由状态函数组成 为什么要定义焓？ 为了使用方便，因为在等压、不做非膨胀功的条件下，焓变等于等压热效应 。

较容易测定，可用焓变求其它热力学函数的变化值。 1mol理想气体初态为373.15K，10.0dm3，反抗恒外压p$迅速膨胀到终态温度244.0K，p$ 压力。求此过程的W, Q , ΔU , ΔH。 解：已知：n 1 mol （理想气体）, T1 373.15K, V1 10.0dm3 T2 244.0K, p2 100.0 kPa 求此过程的W, Q , ΔU , ΔH。 过程特点： 气体迅速膨胀可视为绝热过程，所以该过程是绝热恒外压膨胀。 因此 ，Q 0 ； W -pe V2 - V1） n 1 mol n 1 mol T1 373.15K, 绝热恒外压膨胀 T2 244.0K, V1 10.0dm3 p2 100.0 kPa 其中，终态体积由理想气体状态方程求出 V2 nRT2 / p2 1×8.314×244.0 / 100.0 20.3 dm3 代入上式求出体积功 W -100.0 20.3 -10.0 -1.03 kJ 根据热力学第一定律 ΔU Q + W - 1.03 kJ ΔH ΔU +Δ pV ΔU + p2V2-p1V1 ΔU +nR T2 - T1 - 1.03 +8.314 244.0-373.15 /1000 - 2.10 kJ 对于不发生相变和化学变化的均相封闭系统，不做非膨胀功，热容的定义是： 热容单位： 系统升高单位热力学温度时所吸收的热 热容的大小显然与系统所含物质的量和升温的条件有关，所以有各种不同的热容 * 刘 文 明 南昌大学理学院化学系物理化学教研室 热 力 学 概 论 热 力 学 第 一 定 律 可 逆 过 程 焓 热 容 对 理 想 气 体 的 应 用 实 际 气 体 节 流 膨 胀 反 应 热 反 应 热 计 算 基 尔 霍 夫 定 律 习 题 课 ? 理解系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念，了解可逆过程的概念。