2010-第三章 化学热力学基础.ppt

第二章 化学热力学基础 Basic of Chemical Thermodynamics (1)?体系的状态确定,状态函数的数值随之确定； (2) 体系的状态发生变化时,状态函数也发生变化,其变化值只与体系的始态和终态有关,与变化途径无关； (3) 体系经过任何途径变化恢复到原来的状态,状态函数恢复原值,即变化值为零。 3. 热和功 Heat Work Heat 热( Q ) --- Energy transfer due to the different temperatures 因温度不同而传递的能量 7. 热力学第一定律 The first law of thermodynamics 能量守衡定律应用于热力学就是热力学第一定律,它有多种表述: “体系和环境的总能量不变” ; ------ Energy has different forms that can be transferred inside each other. The total amount of energy inside the transferring process is conserved (守恒). Another expression: The total energy of an isolated thermodynamic system is constant. Popular interpretation: Energy cannot be created or destroyed. In order words: energy may be lost from a system in only two ways, either as work or as heat. The first law can be expressed by the equation:  ?U = Q + W  = Q - pex?V 解: n = 460/46=10 mol Q = – 43.5?10= –435kJ W= – pΔV = –p(Vl –Vg) ?pVg= nRT = 10 ?8.31 ?351=29168J=29.2kJ ΔU = Q +W = –435+ 29.2 = – 405.8kJ 定容热QV 在定容条件下不做其它功时，定容热等于体系热力学能的变化值。 ΔU = Q + W = QV + Wv = QV - pΔV (ΔV=0) = QV ΔU = QV 定容热可在弹式量热计中测量 定压热 Qp 体系在定压条件下,不作有用功时 △U = Q +W = Qp - p△V ?Qp= DU + pDV =DU+p(V2-V1) =(U2-U1)+p(V2-V1) =(U2+pV2)-(U1+pV1) = H2 - H1 = △H 终态 始态 2. 焓 Enthalpy 定义 H ≡ U + pV 焓是状态函数U、p和V 的线性组合,也是一个状态函数,它具有能量的量纲，其绝对值无法测定。 ΔH = H2-H1 = (U2+pV2)-(U1+pV1) ΔH = Qp 在不做其它功时，体系焓的变化值等于定压热。 在常温常压（1atm）下进行的化学反应，其反应热就是焓变化值ΔH。 U,H均为状态函数，其绝对值不可知。 但体系经历某一过程,其DU, DH可求。 DU,DH 的单位为J（kJ）。 DU=Qv, DH=Qp, 是在一定条件下成立的，在其他条件下体系的状态改变，亦有 DU,DH，但须另外求算。 Qv = DU, Qp = DH , 但不能说Qv, Qp是状态函数. 定压热和定容热的关系 定压时：ΔH = ΔU + pΔV， Qp = QV + pΔV 反应物和产物均为固体或液体, ΔV ? 0,ΔH ? ΔU， Qp ? QV b. 反应有气体参与时，只考虑气相体积的变化 3. 反应进度 (ξ)