物理化学知识点全.docx

第二章?热力学第一定律

内容摘要

??热力学第一定律表述

?热力学第一定律在简单变化中的应用

?热力学第一定律在相变化中的应用

?热力学第一定律在化学变化中的应用

一、热力学第一定律表述

适用条件：封闭系统的任何热力学过程

说明：1、

2、U是状态函数，是广度量

W、Q是途径函数

二、热力学第一定律在简单变化中的应用----常用公式及基础公式

1、常用公式

过程

W

Q

ΔU

ΔH

志向气体自由膨胀

0

0

0

0

志向气体等温可逆

－nRTln（V2/V1）；

－nRTln（p1/p2）

nRTln（V2/V1）；

nRTln（p1/p2）

0

0

等容

随意物质

0

∫nCv.mdT

∫nCv.mdT

ΔU+VΔp

志向气体

0

nCv.m△T

nCv.m△T

nCp.m△T

等压

随意物质

－PΔV

∫nCp.mdT

ΔH－pΔV

Qp

志向气体

－nRΔT

nCp.m△T

nCv.m△T

nCp.m△T

理想气体绝热过程

Cv.m(T2－T1)；

或

0

nCv.m△T

nCp.m△T

可逆(1/V2γ-1－1/V1γ-1)p0V0γ/(γ－1)

2、基础公式

热容Cp.m=a+bT+cT2(附录八)

液固系统----Cp.m=Cv.m

志向气体----Cp.m-Cv.m=R

单原子:Cp.m=5R/2

双原子:Cp.m=7R/2

Cp.m/Cv.m=γ

志向气体

?状态方程pV=nRT

?过程方程恒温:

?恒压:

?恒容:

?绝热可逆:

三、热力学第一定律在相变化中的应用----可逆相变化及不可逆相变化过程

可逆相变化Qp=nΔ相变Hm

W=-pΔV

无气体存在:W=0

有气体相,只需考虑气体,且视为志向气体

ΔU=nΔ相变Hm－pΔV

2、相变焓基础数据及相互关系Δ冷凝Hm(T)=－Δ蒸发Hm(T)

Δ凝固Hm(T)=－Δ熔化Hm(T)

Δ凝华Hm(T)=－Δ升华Hm(T)

(有关手册供应的通常为可逆相变焓)

3、不可逆相变化Δ相变Hm(T2)=Δ相变Hm(T1)+∫Σ(νBCp.m)dT

解题要点：1.推断过程是否可逆;

2.过程设计,必需包含能获得摩尔相变焓的可逆相变化步骤;

3.除可逆相变化,其余步骤均为简单变化计算.

4.逐步计算后加和。

四、热力学第一定律在化学变化中的应用

1、基础数据标准摩尔生成焓ΔfHθm,B(T)（附录九）

标准摩尔燃烧焓ΔcHθm.B(T)（附录十）

2、基本公式

?反应进度ξ=△ξ=△nB/νB=(nB-nB.0)/νB

?由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓ΔrHθm.B(T)=ΣνBΔfHθm.B(T)

?由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓ΔrHθm.B(T)=-ΣνBΔcHθm.B(T)

(摩尔焓----ξ=1时的相应焓值)

?恒容反应热及恒压反应热的关系

Qp=ΔrHQv=ΔrUΔrH=ΔrU+RTΣνB(g)

?Kirchhoff公式

微分式dΔrHθm(T)/dT=ΔrCp.m

积分式ΔrHθm(T2)=ΔrHθm(T1)+∫Σ(νBCp.m)dT

本章课后作业：

教材p.91-96（3、4、10、11、16、17、38、20、23、24、28、30、33、34）

第三章热力学第二定律

内容摘要

1、导出三个新的状态函数——熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数

2、过程方向和限度的推断依据——熵判据；亥氏函数判据；吉氏函数判据

3、熵变、亥氏函数变、吉氏函数变计算——简单变化、相变化、化学变化

4、热力学函数归纳——热力学基本方程

一、卡诺循环（热功转换的理论模型）

卡诺循环的组成

1、恒温可逆膨胀Q1=—W1=nRT1ln(V2/V1)

2、绝热可逆膨胀Q’=0W’=nCv.m(T2—T1)

3、恒温可逆压缩Q2=—W2=nRT2ln(V4/V3)

4、绝热可逆压缩Q’’=0W’’=nCv.m(T1—T2)

∵△U=0(V2/V1)=—(V4/V3)

∴－W=Q=Q1+Q2

2、热机效率通式

可逆热机

探讨：1、可逆热机效率只取决于高、低温热源的温度

2、低温热源和高温热源