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1、热力学部分 总结,主要计算公式,，,，,4. 单纯PVT变化 U、 H的计算,，,5. 理想气体绝热可逆过程方程,热力学部分 总结,，,，,，,6. 化学反应焓变计算公式：,7. 体积功定义式,1） 自由膨胀过程向真空膨胀,2） 等容过程, P外 = 0， W = 0,W =P外dV, dV=0 ，W = 0,3） 等温可逆膨胀,4）理想气体绝热可逆体积功计算,热力学部分 总结,8. 熵的定义,热力学部分 总结,不等式判别过程自发进行的方向；等式作为系统平衡的判据,热力学部分 总结,9. S、A、G 判据,10. G 及A 的计算,热力学部分 总结,恒T过程,非恒T,1）单纯 PVT 变化,恒
2、T,2）,3）化学反应的 计算,热力学部分 总结,11. 克拉佩龙方程,在一定温度和压力下，任何纯物质达到两相平衡时，上式表示蒸气压随温度的变化率。,热力学部分 总结,可用来计算不同温度下的蒸气压或摩尔蒸发热。,克-克方程,热力学部分 习题,一、填空题,在300K的常压下， 2 mol 的某固体物质完全升华过程的体积功W=( ) 一定量单原子理想气体经历某过程的（pV）=20 kJ，则此过程的U=（ ）； H=（ ） 系统内部及系统与环境之间，在（ ）过程，称为可逆过程。,热力学部分 习题,一、填空题答案,-4.99 kJ W=-p V =-pVg = -nRT= （-2 8.314 300）
3、J= = -4.99 kJ 2. 30 kJ； 50 kJ U=nCv,m T=n 1.5R T= 1.5 （pV）=30 kJ； H=nCp,m T=n 2.5R T= 2.5 （pV）=50 kJ； 3. 一系列无限接近平衡条件下进行的 一定量单原子理想气体经历某过程的（pV）=20 kJ，则此过程的U=（ ）； H=（ ） 系统内部及系统与环境之间，在（ ）过程，称为可逆过程。,热力学部分 习题,二、选择题,一定量的某种理想气体从 同一始态T1，p1，V1出发，经绝热可逆过程膨胀至T2，p2，V2，和反抗恒定外压p2绝热膨胀至T2,V2,则T2（ ）T2，在数值上W（不可逆）（ ）W（可
4、逆）。 (a) ,; (b); (c),; (d) , 2. 在一保温良好、门窗紧闭的房间内，放有电冰箱，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将（ ） (a) 逐渐降低; (b)逐渐升高; (c)不变; (d）无法确定,热力学第一定律 习题,二、选择题,3. 已知25 oC时，金刚石的标准摩尔生成焓 =1.90 kJ mol-1 ，石墨的标准摩尔燃烧焓 = -393.51 kJ mol-1 ，则金刚石的标准摩尔燃烧焓 =（ ） (a -391.61 kJ mol-1 ; (b) -393.51 kJ mol-1 ; (c) -395.41 kJ mol-1 ; (d) 无法确定 4
5、. 在101.325kPa,-5oC条件下过冷水结冰，则此过程的H（ ）； S（ ）； G（ ）； S环（ ）。 (a) 0; (b)=0; (c)0; (d）无法确定,5、下列说法中，哪一种是不正确的（ ) (A) 隔离系统中的熵永不减少 (B) 在绝热过程中系统的熵绝不会减少 系统处于平衡态时熵值最大 (D) 任何热力学过程不可能出现S（环境+系统）0 6、封闭系统经任意循环过程，则（ ） (A) Q 0 (B) W0 (C) Q+W0 (D)以上均不对 7、理想气体模型的基本特征是 ( ) (A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的
6、体积大小相等 (C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量 (D) 分子间无作用力, 分子本身无体积 8、下述说法何者正确：( ) (A)水的生成焓即是氧气的燃烧焓 (B)水蒸汽的生成焓即是氧气的燃烧焓 (C)水的生成焓即是氢气的燃烧焓 (D)水蒸汽的生成焓即是氢气的燃烧焓,热力学第一定律 习题,二、选择题答案,(c) W= U =nCv,m T，W（绝热可逆） W（绝热不可逆），所以T2T2 (b) 因环境对系统做了电功，所以室内温度将升高 (c) C（石墨） ： C（金刚石），由公式 可计算金刚石的标准摩尔燃烧焓 =（-393.51-1.9）kJ mol-1 = -395.4
7、1 kJ mol-1 (c) (c) (c) (a) 同样T、P下，冰的有序度大于水的，恒温恒压下过冷水结冰是自发过程， G0 (c); 6. (c); 7. (d); 8. (c),热力学第一定律 习题,三、计算题,2.5 始态为 25 oC，200KPa的5 mol 某理想气体，经 a，b两个不同途径到达相同的末态。途径a先绝热膨胀到 -28.57 oC， 100 kPa，步骤的功Wa=-5.57 kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=25.24 kJ。途径b为恒压加热过程，求途径b的Wb 及Qb。,2.5 解： 先确定系统的始、末态,热力学第一定律 习题,对于途径b，其
8、功为：,相同始末态间 U相等，根据热一律：,热力学第一定律 习题,2.10 2 mol 某理想气体 Cp,m=3.5R。由始态 100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力升高到 200KPa，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W，Q, U， H。,解：过程图示如下：,热力学第一定律 习题,p1V1=p3V3，则T3=T1，对于理想气体H和U只是温度的函数，所以H=U=0,该途径只涉及恒容和恒压过程，因此先计算功更为方便。,根据热一律,热力学第一定律 习题,2.11 1 mol 某理想气体于27oC ，101.325 kPa 的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温
9、至97oC ，250.00 kPa。求过程的W，Q, U， H。已知气体的Cv,m=20.92 J mol-1K-1,解：过程图示如下：,热力学第一定律 习题,因为V2=V3，则p2/T2=p3/T3， p2=p3T2/T3=250.00300.15/370.15 kPa=202.72 kPa W2=0,所以 W=W2+W1=2.497 kJ，,热力学第一定律 习题,2.38 某双原子理想气体1mol从始态350K，200kPa 经过如下五个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。 （1）恒温可逆膨胀到50kPa； （2）恒温反抗50 kPa横外压的不可逆膨胀； （3）恒温向真空膨胀到50
10、kPa； （4）绝热可逆膨胀到50 kPa； （5）绝热反抗50 kPa恒外压的不可逆膨胀,解：,（1）,热力学第一定律 习题,（4）,（2）,（3）,因为 Q=0，所以：,热力学第一定律 习题,（5）,热力学第一定律 习题,2.39 5 mol双原子 理想气体从始态300K，200kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50 kPa，再绝热可逆压缩至末态压力200kPa。求末态温度T及整个过程的 W，Q, U， H。,解：过程图示如下：,要确定T3，只需对第二步应用可逆过程方程式。,热力学第一定律 习题,热力学第一定律 习题,例题、已知水在100、101325Pa下的摩尔蒸发焓vapHm=4064kJ
11、mol-1，试求4mol水在100、101325Pa下变为水蒸气过程的Q、W、U、S、G各为若干？(水的体积与水蒸气的体积相比较可忽略不计，水蒸气可作为理想气体),解：题给过程可以表示为 n=4mol H2O（l） 100 H2O（g） 101325Pa 因始末态处于平衡态，故此过程为恒温、恒压可逆相变过程。 Q=H=nvapHm=4mol4064KJmol-1 =16256KJ （2） W=p（VgVl）=pVg=nRT =（4831437315）J） =12409kJ （2） U=Q+W=HnRT=15015KJ） （2） S=H/T=16256103J/37315K=43564J/K （2） G=HTS=0 （2）,
