第0-1章绪论热力学第一定律.ppt

课程要求 绪 论 物理化学：是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而找出化学运动中最具普遍性的基本规律的一门学科。 体 积 功 §1.5 定容及定压下的热 2. 理想气体的绝热可逆过程 对理想气体 dU = nCV,m dT ?W = -pdV 绝热可逆过程 dU = ?W， 代入，得： nCV,m dT = – pdV 又 p = nRT / V，于是 nCV,mdT / T = – nRdV / V 或 CV,mdT / T = – RdV / V 因理想气体的CV,m不随温度而变化，有 CV,m∫T1T2 dlnT = –R∫V1V2 dlnV 或 CV,mln ( T2 / T1 ) = – Rln( V2 / V1 ) （1）推导： 2. 理想气体的绝热可逆过程 令 Cp,m / CV,m = ? 所以 p1V1 ? = p2V2 ? 或 p1V1 ? = 常数 ∵ 理想气体 T2 T1 = p2V2 p1V1 CP,m– CV,m = R Cp,mln = R ln T2 T1 p2 p1 可得 CV,mln = Cp,mln p2 p1 V1 V2 则 p2 p1 V1 V2 = Cp,m / CV,m 过程方程 过程方程 过程方程 2. 理想气体的绝热可逆过程 （2）理想气体的方程式 绝热可逆过程方程 定温过程方程 状态方程 理想气体 过程方程 （3）理想气体的绝热可逆过程功的计算 方法二： W=?U = nCV,m(T2－T1) 例 P29页 习题27 2. 理想气体的绝热可逆过程 由于? ??，绝热可逆过程比定温可逆过程的曲线斜率的绝对值大。 如果始态相同，压力下降也相同，那么绝热过程比定温可逆过程体积增加的要小。 如果始态相同，体积膨胀也相同，则绝热过程压力比定温可逆过程压力下降得多。 因为绝热膨胀中温度降低了。 讨论: 绝热可逆过程与定温可逆过程 p 和V 的关系不同： 3. 理想气体的绝热恒外压过程 当理想气体发生绝热恒外压膨胀或压缩时， W =- p外( V2 – V1 ) ?U = – p外( V2 – V1 ) 理想气体的CV 不随温度而变， ?U = CV (T2 – T1)， 所以 CV ( T2 – T1 ) = – p外( V2 – V1 ) 结论:由同一始态出发，经过绝热可逆过程和绝热不可逆过程，达不到相同的终态。当两个终态的压力相同时，由于不可逆过程的功做得少些，故不可逆过程终态的温度比可逆过程终态的温度要高一些。 P27/例题4,5 理想气体氦从0oC，5×105Pa，10dm3的始态，(1)定温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3)在恒定外压为105Pa下绝热膨胀，至终态压力为105Pa，试计算终态的温度、体积和此过程的Q,W,?U,?H。 　 　p1 = 5?105Pa 始态I T1 = 273K V1 = 10dm3 　　 p2’=105Pa 终态II’ T2’=？ V2’=？ 　　 p2’’=105Pa 终态II’’ T2’’=？ V2’’=？ 绝热可逆 绝热不可逆 　　 p2=105Pa 终态II T2=273K V2=？ 等温可逆 解：n=p1V1/RT1= 2.20mol (1)等温可逆膨胀 V2 = nRT1 / p2 = 50dm3 (2)绝热可逆膨胀 (2)绝热可逆膨胀 (3)绝热恒外压不可逆膨胀 结论: (1)经过等温可逆、绝热可逆和绝热不可逆过程，终态都不相同。 (2)|W绝热不可逆||W绝热可逆||W定温可逆| (3)当终态p相同时，T定温可逆T绝热不可逆T绝热可逆