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物理化学常用公式及使用条件
1.热力学第一定律的数学表示式
UQW
或dUδQδWδQampdbVδW规定系统吸热为正,放热为负。系统得功
为正,对环境作功为负。式中pamb为环境的压力,W‘为非体积功。上式
适用于封闭体系的一切过程。
2.焓的定义式3.焓变
(1)HU(pV)
式中(pV)为pV乘积的增量,只有在恒压下(pV)p(V2V1)在数值上等于
体积功。
(2)HnCp,mdT
12HUpV此式适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程,或真实气体
的恒压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
4.热力学能(又称内能)变
UnCV,mdT1此式适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程。
5.恒容热和恒压热
QVU(dV0W,02QpH(dp0,W0)
6.热容的定义式(1)定压热容和定容热容
CpδQp/dT(H/T)p
CVδQV/dT(U/T)V
(2)摩尔定压热容和摩尔定容热容
Cp,mCp/n(Hm/T)pCV,mCV/n(Um/T)V
上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒
容过程。(3)质量定压热容(比定压热容)
cpCp/mC(4)Cp,mCVp,m/M式中m和M分别为物质的质量和摩尔质量。
,mR
此式只适用于理想气体。
(5)摩尔定压热容与温度的关系Cp,mabTcT2dT3式中a,b,c及d对
指定气体皆为常数。(6)平均摩尔定压热容
Cp,mT12Cp,mdT/(T2T1)
T
7.摩尔蒸发焓与温度的关系
vapHm(T2)vapHm(T1)vapCp,mdT
T1T2或(vaH/Tp)pmCvapp
式中vapCp,m=Cp,m(g)—Cp,m(l),上式适用于恒压蒸发过程。
8.体积功(1)定义式
WpambdV
dV或Wpamb(2)Wp(V1V2)nR(T2T1)适用于理想气体恒压过程。
(3)Wpam(bV1V2)适用于恒外压过程。
(4)WpdVnRTln(V2/V1)nRTln(p2/p1)适用于理想气体恒温
V1V2可逆过程。
(5)WUnCV,m(T2适用于CV,m为常数T)1的理想气体绝热过程。
9.理想气体可逆绝热过程方程
(T2/T1)CV,mCp,m(V2/V1)R1(p2/p1)R1
(T2/T1)(p2/p1)(V2/V1)r1
上式中,Cp,m/CV,m称为热容比(以前称为绝热指数),适用于CV,m
为常数,理想气体可逆绝热过程p,V,T的计算。
10.反应进度
nB/B
上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况,nBnBnB,0,nB,0为
反应前B的物质的量。B为B的反应计量系数,其量纲为一。的量纲为
mol。
11.标准摩尔反应焓
θθθrHmBfHm(B,)BcHm(B,)
θθ式中fHm(B,)及cHm(B,)分别为相态为的物质B的标准摩尔生成
焓和标
准摩尔燃烧焓。上式适用于=1mol,在标准状态下的反应。
12.rHm与温度的关系
rHθm(T2)rHθm(T1)rCp,mdT
T1T2式中rCp,mCp,m(B),适用于恒压反应。
B
13.节流膨胀系数的定义式
JT(T/p)H
JT又称为焦耳-汤姆逊系数。
1.热机效率
W/Q1(Q1Q2)/Q1(T1T2)/T1
式中Q1和Q2分别为工质在循环过程中从高温热源T1吸收的热量和
向低温热源T2放出的热。W为在循环过程中热机中的工质对环境所作的
功。此式适用于在任意两个不同温度的热源之间一切可逆循环过程。
2.卡诺定理的重要结论
0,可逆循环Q1/T1Q2/T20,不可逆循环任意可逆循环的热温商之和为
零,不可逆循环的热温商之和必小于零。
3.熵的定义
Q/TdSδr
4.克劳修斯不等式
δQ/T,可逆dSδQ/T,不可逆
5.熵判
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