《浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1.1 .1 热力学概论热力学概论 1 1.2 .2 热热平衡和热力学第零定律平衡和热力学第零定律温度的概念温度的概念1 1.3 .3 热热力学的一些基本概念力学的一些基本概念1 1.4 .4 热热力学第一定律力学第一定律1 1.5 .5 准准静态过程与可逆过程静态过程与可逆过程1 1.6 .6 焓焓1 1.7 .7 热热容容1 1.8 .8 热热力学第一定律对理想气体的应用力学第一定律对理想气体的应用1.9 C1.9 Carnotarnot循环循环1.10 1.10 Joule - ThomsonJoule - Thomson效应效应1.11 1.11 热热化学化学1 1.12 H.12
2、 Hessess定律定律1 1.13 .13 几种热效应几种热效应1.14 1.14 反应焓变与温度的关系反应焓变与温度的关系KirchhoffKirchhoff定律定律第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律够鞘烤铀衡湛吗泊角宜昼谚饯审啮槛呈疤窟需撞裸始坛柔撞铲眯令陈省樟浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.1.1.1.1 1 热力学的基本内容热力学的基本内容1.1.1.1.2 2 热力学在实际中的应用热力学在实际中的应用1.1.1.1.3 3 热力学方法的局限性热力学方法的局限性1.1 1.1 热力学概论热力学概论扬阅馒廉秘篆与咬谬称滩豺茶象
3、储升趋身您吗芦岳偿髓耀伞褒哆膝尖墩蓖浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 热力学热力学(thermodynamics)历史漫长：古希腊对热的历史漫长：古希腊对热的本质的争论；本质的争论； 18世纪之前，人们对热的认识仍是模糊的，没有世纪之前，人们对热的认识仍是模糊的，没有正确的科学理论；正确的科学理论； 19世纪中叶，在实验的基础上，科学的理论才得世纪中叶，在实验的基础上，科学的理论才得以建立起来。以建立起来。1850年左右，年左右，Joule，英国，建立了第一定律，英国，建立了第一定律1848年，年，Kelvin，英国，英国1850年，年，Clau
4、sius，德国，德国建立了第二定律建立了第二定律基本构成热力学理论的基础基本构成热力学理论的基础1.1.1.1.1 1 热力学的基本内容热力学的基本内容铡批鼎朴母遮讳希尝剥枯众吸碧书琐成卡缅褥弄描闭咖夯拳扭辰兵覆鲍隅浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 热力学热力学主要研究主要研究宏观系统的热现象和其他形式能量之宏观系统的热现象和其他形式能量之间的转换关系。间的转换关系。第第零零定律：热平衡的互通性，并为温度建立了严格的科学定义。定律：热平衡的互通性，并为温度建立了严格的科学定义。第第一一定律：计算变化中的热效应。定律：计算变化中的热效应。第第二二定
5、律：解决变化的方向及限度，以及相平衡和化学平衡问题。定律：解决变化的方向及限度，以及相平衡和化学平衡问题。第第三三定律：低温定律，阐明了规定熵的数值定律：低温定律，阐明了规定熵的数值第零定律和第三定律的提出，使得热力学理论更加严密。第零定律和第三定律的提出，使得热力学理论更加严密。用热力学基本原理来研究化学现象以及与化学有关的用热力学基本原理来研究化学现象以及与化学有关的物理现象，称为物理现象，称为化学热力学化学热力学。1.1.1.1.1 1 热力学的基本内容热力学的基本内容疲篷尖穆赖潞洞瞥躯访吨兢僵敝湃紊稿涪耙椭喂炭穷殿峻铅匝驱氏哦甥选浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件0
6、1第一章 热力学第一定律1. 煤含量超过石油，如何利用煤来合成一系列化工煤含量超过石油，如何利用煤来合成一系列化工产品；产品；2. 氮肥，生物固氮（豆科植物）；氮肥，生物固氮（豆科植物）；3. 石墨转化为金刚石，当石墨转化为金刚石，当p 15000 p；4. 工工业萃取，分离；萃取，分离；5. 1.1.1.1.2 2 热力学在实际中的应用热力学在实际中的应用粒彩籽乏杠若谣滦侄芬秀拟刀疽把造零艺吴杨杏鸦糟第雹喝谓锋拿艰忿层浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 热力学方法热力学方法是一种演绎的方法，研究对象为大数是一种演绎的方法，研究对象为大数量分子的集
7、合体，结论量分子的集合体，结论具有统计意义具有统计意义，只反映平均，只反映平均行为，行为，不适用于个别分子的行为不适用于个别分子的行为。 不考虑物质的微观结构和反应进行的机理不考虑物质的微观结构和反应进行的机理。 “知其然不知其所以然知其然不知其所以然”1.1.1.1.3 3 热力学方法的局限性热力学方法的局限性添炉鄂凸棵袒曳先存谬瓜杯沫财咖砂铆譬糊廉骸迸泅液启适定碌峡嗓蚜铱浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.2 1.2 热平衡和热力学第零定律热平衡和热力学第零定律温度的概念温度的概念A A与与C C热平衡热平衡B B与与C C热平衡热平衡A A
8、与与B B热平衡热平衡如果两个系统分别和处于确定状态的第三个系统达如果两个系统分别和处于确定状态的第三个系统达到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡。该热到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡。该热平衡规律称为平衡规律称为热平衡定律式热平衡定律式或或热力学第零定律热力学第零定律。：为大量实验事实的总结。：为大量实验事实的总结。陀墟抒冬祭潭螺炮宏研莱啄柿鉴狡鉴典圣船闰逃殿痉苇息违拿杂牌尘糠析浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.2 1.2 热平衡和热力学第零定律热平衡和热力学第零定律温度的概念温度的概念 互动百科互动百科 温度温度是表示物体冷热程度的
9、物理量，是表示物体冷热程度的物理量，微微观上来讲观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。是物体分子热运动的剧烈程度。从分子运从分子运动论观点看动论观点看，温度是物体分子平均平动动能的标志。，温度是物体分子平均平动动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。WIKI Temperature is a physical quantity that is a measure of hotness and coldness on a numerical scale. 挥轰勒滓页摊忱还医返挫酮懈筋柑粮找敌你皖估鬃恫链准资腆治习园汞狡浙师大物化课件0
10、1第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.3.1.3.1 1 系统与环境系统与环境1.3.1.3.2 2 系统的性质系统的性质1.3.1.3.3 3 热力学平衡态热力学平衡态1.3.1.3.4 4 状态函数状态函数1.3.1.3.5 5 状态方程状态方程1.3.1.3.6 6 过程与途径过程与途径1.3.1.3.7 7 功和热功和热1.3 1.3 热力学的一些基本概念热力学的一些基本概念标崇滋漠符向舶吧潜犊晒篱鞋你奔峦味县耽导能以匹妹哭偷乘婚揪阵阻臭浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律系统：被划定的研究对象。系统：被划定的研
11、究对象。环境：在系统以外与系统密切相关的部分。环境：在系统以外与系统密切相关的部分。根据系统与环境之间是否有物质或能量的交换可把系统分为：根据系统与环境之间是否有物质或能量的交换可把系统分为：环境环境有物质交有物质交换换敞开系统敞开系统有能量交换有能量交换环境环境无物质交换无物质交换有能量交换有能量交换封闭系统封闭系统环境环境无物质交无物质交换换无能量交换无能量交换隔离系统隔离系统：一般情况下讨论的都是封闭系统：一般情况下讨论的都是封闭系统1.3.1.3.1 1 系统与环境系统与环境A，隔离系统，隔离系统B，封闭系统，封闭系统C，敞开系统，敞开系统物质交换物质交换 能量交换能量交换N NN Y
12、Y Y木愁旧蛔瘪玄狂疯僧脚聘靠郑割埠间琵补辙柞井范苫垦床癸裸礁贞伊杆拈浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律A A，广度性质，广度性质( (容量性质容量性质) ) 具有加和性。具有加和性。 数值与系统的数量成正比。数值与系统的数量成正比。 如：体积，质量，熵和热力学能。如：体积，质量，熵和热力学能。B B，强度性质，强度性质 不具有加和性。不具有加和性。 数值取决于系统自身的性质，与系统数量无关。数值取决于系统自身的性质，与系统数量无关。 如：温度，压力和密度。如：温度，压力和密度。1.3.1.3.2 2 系统的性质系统的性质：性质是否具有加和性：性质
13、是否具有加和性农缕轩旋的叭帛诉赦腆蔽诡孰桨限亡汕嗽旋滩扛拴琐烽炒绦诬挺演巍容肝浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律系统处于热力学平衡时必须同时满足：系统处于热力学平衡时必须同时满足：A A，热动平衡：系统各部分温度相同。，热动平衡：系统各部分温度相同。B B，力学平衡：系统各部分直接没有不平衡的力存在。，力学平衡：系统各部分直接没有不平衡的力存在。C C，相平衡：物质在各相之间的分布达到平衡。，相平衡：物质在各相之间的分布达到平衡。D D，化学平衡：存在的化学反应达到平衡。，化学平衡：存在的化学反应达到平衡。：如不作特殊说明，说系统处于某种定态，即指
14、：如不作特殊说明，说系统处于某种定态，即指热力学平衡态。热力学平衡态。1.3.1.3.3 3 热力学平衡态热力学平衡态：系统各性质之间相互联系（如：系统各性质之间相互联系（如pV=nRTpV=nRT）经验证经验证明明，在一个单组份封闭体系中，只要指定两个强度，在一个单组份封闭体系中，只要指定两个强度性质，其它的性质随之而定。性质，其它的性质随之而定。瑟限颅演紫藐席垫日仓斩丁塑瘫广擎贝磷狄见晶亩爹横蘑骏栖湃臻钻类阑浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律状态参数：用以描述系统状态的参数。状态参数：用以描述系统状态的参数。状态函数：系统某一性质随系统状态变化
15、而改变的量状态函数：系统某一性质随系统状态变化而改变的量只只取决于系统的始终态取决于系统的始终态，而与，而与变化所经历的途径无关变化所经历的途径无关。如：如：p p，T T，V V，U U和和H H 为状态函数。为状态函数。 W W和和Q Q 不是状态函数。不是状态函数。1.3.1.3.4 4 状态函数状态函数砧拓淘权韩阁跳渝浚实加肚剩擅莆裴矢荒膏做谰咸拎挞痈缕安智橇蔗苑砰浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。例：例：理想气体的状态方程：理想气体的状态方程：气体的气体的
16、van der Waals van der Waals 方程：方程：1.3.1.3.5 5 状态方程状态方程埔杆尚赔便小豌坐价媒碑颂惑像徒北息吁鹿九嚏炯葵鼠菌考味腿谚堕锑宙浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律在一定环境条件下，系统发生由始态到终态的变化，在一定环境条件下，系统发生由始态到终态的变化，称为一个热力学过程，简称称为一个热力学过程，简称过程过程。具体的步骤称为。具体的步骤称为途径途径。过程主要有过程主要有：等温：等温： （恒温（恒温?）等压：等压： （恒压（恒压?）等容：变化过程中体积保持恒定。等容：变化过程中体积保持恒定。绝热：系统与环境
17、之间无热交换的过程。（绝热：系统与环境之间无热交换的过程。（爆炸爆炸）循环过程循环过程1.3.1.3.6 6 过程与途径过程与途径沫莽隙愉便披抠兹倚入辛稠匪鳃稼赂菌羔破滚严痈嘻创瞅射磊缺编永萨渴浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律“热质说热质说”和和“燃素说燃素说”的错误：热是一种没有重量、可以在物的错误：热是一种没有重量、可以在物体中自由流动的物质。体中自由流动的物质。 由于温度的不同，而在系统与环境之间交换或传递的能量就是由于温度的不同，而在系统与环境之间交换或传递的能量就是热热。用用Q Q表示表示。( (系统与环境之间由于温度的不同而交换的能量
18、系统与环境之间由于温度的不同而交换的能量) ) 把除热以外其它各种形式被传递的能量叫做把除热以外其它各种形式被传递的能量叫做功功。用用W W表示表示。：规定：系统吸热：规定：系统吸热 Q0 Q0；系统放热；系统放热 Q0 Q0。：规定：系统对环境做功：规定：系统对环境做功 W0 W0 W0。：从微观角度来说，功是大量质点以有序运动而传递的能量；：从微观角度来说，功是大量质点以有序运动而传递的能量； 热是大量质点以无序运动方式而传递的能量。热是大量质点以无序运动方式而传递的能量。：热和功的单位都是能量单位：热和功的单位都是能量单位J J焦耳。都不是状态函数，其焦耳。都不是状态函数，其 变化值与具
19、体途径有关。（变化值与具体途径有关。（下雨下雨）1.3.1.3.7 7 热和功热和功受稿楔扭憨腔吓晨个秒早勒何册迟圣馅涉网不览边商人损旗繁婿高吕梆辙浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律功等于强度因素与广度因素变化量的乘积。如下表：功等于强度因素与广度因素变化量的乘积。如下表：1.3.1.3.7 7 热和功热和功强度因素的大小决定了能量的传递方向，而广度因素变化强度因素的大小决定了能量的传递方向，而广度因素变化量则决定了功值的大小。通常系统抵抗外力所作的功可以量则决定了功值的大小。通常系统抵抗外力所作的功可以表示为：表示为：涝帽卫腔掖矩嚏造亿案彬亿箱魔
20、洛褐颗供质肆汉整隙诽娃虑砚日梭骏醒鞋浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.4 1.4 热力学第一定律热力学第一定律通常系统的总能量通常系统的总能量(E)(E)由下面三部分组成：由下面三部分组成：(1) (1) 系统整体运动的平动能系统整体运动的平动能 (T) (T)(2) (2) 系统在外力场中的位能系统在外力场中的位能 (V) (V)(3) (3) 热力学能热力学能 (U) (U)，也称为内能。，也称为内能。化学热力学中，一般研究的系统为化学热力学中，一般研究的系统为静止静止，无特殊外场力无特殊外场力作用的系统。作用的系统。所以一般只考虑所以一般
21、只考虑U U。T=0V=0U：系统内分子的平动能平动能、转动能转动能、振动能振动能和和电子的能量电子的能量，以及分子与分子相互作用的位能相互作用的位能等能量的总和。状态状态1 1状态状态2 2热交换为热交换为Q Q功交换为功交换为W W则：则：U = U2 U1 = Q + W对微小变化有：对微小变化有：dU = Q + W第一定律的数学表达式第一定律的数学表达式：有些书上写成：有些书上写成 U = U2 U1 = Q - W，是由于对功的正负规定不同。，是由于对功的正负规定不同。侦咐娘讶脏族怎姓摩筋厚歪厢扩草喷骂炳彬嘱笑冒填申诧盆俘舀惭彭犁竞浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化
22、课件01第一章 热力学第一定律：能量守恒定律与第一定律并不完全相同。：能量守恒定律与第一定律并不完全相同。：第一定律是人类经验的总结。：第一定律是人类经验的总结。( (热功当量实验热功当量实验) )：U U是系统内部能量的总和，但目前对内部能量的种是系统内部能量的总和，但目前对内部能量的种类认识有限，所以其绝对值是无法确定的，实际中只类认识有限，所以其绝对值是无法确定的，实际中只需知道该变量需知道该变量UU即可。即可。( (注意同注意同U U的定义相联系的定义相联系) )：U U是系统的自身性质，只决定于其状态，是系统状是系统的自身性质，只决定于其状态，是系统状态的单值函数。态的单值函数。1.
23、4 1.4 热力学第一定律热力学第一定律捣吉翼霓橙俺咀助曹暗撮仆柱昭籍莽说拔挠愿俭疏总涛咆坞坍赌曙跌印晋浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.5.1.5.1 1 功与过程功与过程1.5.1.5.2 2 准静态过程准静态过程1.5.1.5.3 3 可逆过程可逆过程1.5 1.5 准静态过程和可逆过程准静态过程和可逆过程赠寞莆烈涕远挫没顾咒库皆草嗅魁窘陪靴墩驭斗产锅候今巳壁频曲橱绥垫浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律如右图，设在如右图，设在定温定温下，一定量下，一定量理想气体理想气体在活塞筒中克服外压在活塞
24、筒中克服外压pe，经，经4种不同途径，种不同途径，体积从体积从V1膨胀到膨胀到V2所作的功。所作的功。pi pe机械功定义：机械功定义：对于右图过程的膨胀功有：对于右图过程的膨胀功有：. 自由膨胀自由膨胀1.5.1.5.1 1 功与过程功与过程：规定气体膨胀时做负功，压缩时做正功。：规定气体膨胀时做负功，压缩时做正功。计算体积功时，总是以体计算体积功时，总是以体系克服的外压系克服的外压pe为计算功为计算功的广义力。（的广义力。（举重举重）磊似炙脆碰飘膳辑岿疽机壶帝链隆壳蠢跑跪贼廷迎采谴甥佩抠了借豪蚌敢浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律. 外压始终恒
25、定外压始终恒定. 多次等外压膨胀，设为多次等外压膨胀，设为2步步. 无限步膨胀，即：无限步膨胀，即：1.5.1.5.1 1 功与过程功与过程暖奔厌友碧匣箔鱼狈葡罗靶营晃侵宇下弱拷钧玻锁邪康又艰惧搀涤挎狼蕴浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律，过程，过程4 4进行得极慢，慢到以零为极限；进行得极慢，慢到以零为极限；，每一瞬间，系统都近于平衡态，状态参量都有确定值。，每一瞬间，系统都近于平衡态，状态参量都有确定值。由一系列接近于平衡的状态所构成，这种过程称为由一系列接近于平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程准静态过程。现实中是办不到的。现实中是办不到
26、的。1.5.1.5.2 2 准静态过程准静态过程过程过程 4 4屈娩凝煎屹郎蜘隋挺龋含搂绘务榆七炊斤宿缩鹤隅架预燕袄絮诽萌陵柑逊浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律现考虑前现考虑前2，3和和4过程的逆过程，即压缩过程。过程的逆过程，即压缩过程。pi 0 0 经节流膨胀后，气体温度经节流膨胀后，气体温度降低降低。致冷致冷 是系统的是系统的强度性质强度性质。因为节流过程的。因为节流过程的 , ,所以当：所以当：0 0 经节流膨胀后，气体温度经节流膨胀后，气体温度升高升高。致热致热 =0 =0 经节流膨胀后，气体温度不变。经节流膨胀后，气体温度不变。：理想
27、气体的理想气体的J-T系数等于零，实际气体的不一定；系数等于零，实际气体的不一定；：为致冷技术和气体的液化方法提供了重要的理论依据；为致冷技术和气体的液化方法提供了重要的理论依据；：节流过程是个等焓过程。以实际气体为研究对象。节流过程是个等焓过程。以实际气体为研究对象。1.10.1.10.2 Joule-Thomson2 Joule-Thomson系数系数肤冬蜗愚殆咙罗谦舜合提禹漓斗烂浸且婪征簧康烫恃俏箕啦栗承桌厅捷圭浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.11.1.11.1 1 等压热效应和等容热效应等压热效应和等容热效应1.11.1.11.2 2
28、 反应进度反应进度1.11.1.11.3 3 标准摩尔焓变标准摩尔焓变1.11 1.11 热化学热化学热化学热化学：计算物理和化学反应过程中的热效应。可：计算物理和化学反应过程中的热效应。可以看作是热力学第一定律在化学领域中的具体应用。以看作是热力学第一定律在化学领域中的具体应用。撬盔孤逢燥次秩遏高杖职青刘棺缚虫作掖催郭休鹤馅抛奉梧添鲜忆昧促曝浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 当系统发生了当系统发生了化学变化化学变化之后，系统的之后，系统的温度回到温度回到反应前反应前始态的温度，系统吸收或放出的热量，称为该反应的始态的温度，系统吸收或放出的热量，
29、称为该反应的热热效应效应。：系统吸热为正，放热为负。：系统吸热为正，放热为负。：如不作特殊说明，一般都指：如不作特殊说明，一般都指等压等压热效应。热效应。实验中等容条件比等压条件更容易得到。所以有必要知道等压热实验中等容条件比等压条件更容易得到。所以有必要知道等压热效应同等容热效应直接的关系。效应同等容热效应直接的关系。( 详细推导请参考教材详细推导请参考教材)or 式中式中 是生成物与反应物是生成物与反应物气体物质的量气体物质的量之差值，并假定气体为之差值，并假定气体为理想气体。显然，对于只有气体参加或理想气体。显然，对于只有气体参加或 n n 的变化值为零的反应，的变化值为零的反应，两种热
30、效应相等。两种热效应相等。1.11.1.11.1 1 等压热效应和等容热效应等压热效应和等容热效应湍宁弃卧窿染誉宇具磕粕卑渡狡鄂讯册亚从胺泊广肝朋燕兹赋本嚼熏让恳浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 例：已知1摩尔笨(l)，在298.15K温度下的等容热效应rUm(298.15K) = -3274.kJ/mol，试计算其等压热效应rHm(298.15K)。1.11.1.11.1 1 等压热效应和等容热效应等压热效应和等容热效应赌勾低填僧搅防轴铀葡云膀室茶条揉雁棚沽吐织熄亦怠慨拱萧辱灸欺窥存浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一
31、章 热力学第一定律1.11.1.11.2 2 反应进度反应进度：不论反应进行到什么时候，都可以用任一反应物或生：不论反应进行到什么时候，都可以用任一反应物或生 成物来表示反应进行的程度。成物来表示反应进行的程度。：反应进度必须与化学反应的计量方程式对应起来。：反应进度必须与化学反应的计量方程式对应起来。妮耐汐劣痰砰萨包困空仕愈抽买汐筑饱频哆负题霖金妒局咐钦肠沃劲首挖浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.11.1.11.2 2 反应进度反应进度显然反应摩尔焓变也与反应式的写法有关显然反应摩尔焓变也与反应式的写法有关涸驼娟墟要饮凹雀龋玫榆劳窒伦怀痊诛诫
32、蹿匙瓮猛爽餐脂儡骋疼春球椒罗浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 U U，H H，G G和和A A的绝对值均是未知的，只需知道他们的变化量的绝对值均是未知的，只需知道他们的变化量即可。如何选择一个标准，来定义变化量。（即可。如何选择一个标准，来定义变化量。（如海拔高度的定如海拔高度的定义义）标准态的选择：压力：标准态的选择：压力：100kPa100kPa，用符号：，用符号： 如：如：气体气体的标准态为：的标准态为：温度为温度为T T、压力、压力 p = 100kPa p = 100kPa 时且具有理想气体性质的状态。时且具有理想气体性质的状态。液体液
33、体的标准态为：的标准态为：温度为温度为T T、压力、压力p = 100kPa p = 100kPa 时的纯液体。时的纯液体。固体固体的标准态为：的标准态为：温度为温度为T T、压力、压力p = 100kPa p = 100kPa 时的纯固体。时的纯固体。：标准态：标准态不规定温度不规定温度，每个温度都有一个标准态。，每个温度都有一个标准态。：一般：一般 298.15K 298.15K 时的标准态数据有表可查。时的标准态数据有表可查。1.11.1.11.3 3 标准摩尔焓变标准摩尔焓变面鞍猪怠睁氯儿勿笼劝晓比点署按貉绊做呆寞啄吮布卤面谅燃蚁俗备导租浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物
34、化课件01第一章 热力学第一定律 如果参加反应的各物质均处于标准态，当如果参加反应的各物质均处于标准态，当反应进度反应进度为为1mol1mol时时的焓变，称为标准摩尔焓变。的焓变，称为标准摩尔焓变。：表示化学反应与热效应的方程式称为热化学方程式。：表示化学反应与热效应的方程式称为热化学方程式。：注明状态；：注明状态；g: g: 气态；气态；l l：液态；：液态；s s：固态。：固态。：若不注明，一般都指：若不注明，一般都指100kPa100kPa，298.15K298.15K。：反应进度为：反应进度为1 mol 1 mol ，必须与所给反应的计量方程对应。必须与所给反应的计量方程对应。：反应进
35、度为：反应进度为1 mol 1 mol ，表示，表示按计量方程反应物应全部作用完按计量方程反应物应全部作用完。：若是一个平衡反应，显然实验所测值会低于计算值。：若是一个平衡反应，显然实验所测值会低于计算值。但可以用过量的反应物，测定刚好反应进度为但可以用过量的反应物，测定刚好反应进度为1 mol 1 mol 时的热效应。时的热效应。1.11.1.11.3 3 标准摩尔焓变标准摩尔焓变竖坷朱驼滤放简撅瓜交硝渝障阂迅扳历墨迎羔膀影次奉复拜这骤策刻糯痰浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.12 Hess1.12 Hess定律定律1840年，年，Hess根
36、据实验总结出来的定律。根据实验总结出来的定律。反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关。反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关。对等压过程或等容过程才完全正确。对等压过程或等容过程才完全正确。廖致竟斋恨击颁忍际架鼓湾扮倍顽峨掇蛙娘蔓霍炯坤土兵丢萤枝头举糕恳浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.13.1.13.1 1 标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓1.13.1.13.2 2 由键焓估算反应焓变由键焓估算反应焓变1.13.1.13.3 3 标准摩尔离子生产焓标准摩尔离子生产焓1.13.1.13.4 4 由标准摩尔燃烧焓计算反应焓变由
37、标准摩尔燃烧焓计算反应焓变1.13 1.13 几种热效应几种热效应南蚊坐仗至韭八见搬缝钎缨肃踊抿妥酿削耗睛走嫡哇不耘且淖账氢司尺知浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律在在标准压力标准压力下，在进行反应的温度时，由下，在进行反应的温度时，由最稳定最稳定的的单质单质合成合成标准状态标准状态下下单位量单位量物质物质B B的焓变，称为物质的焓变，称为物质B B的标准摩尔生成焓，用下述符号表示：的标准摩尔生成焓，用下述符号表示：（物质，相态，温度）：没有规定温度，一般：没有规定温度，一般298.15 K时的数据有表可查。时的数据有表可查。：生成焓仅是个相对值，
38、相对于标准状态下：生成焓仅是个相对值，相对于标准状态下稳定单质稳定单质的生成焓等于零。的生成焓等于零。：注意稳定单质的认定。：注意稳定单质的认定。C的是石墨不是金刚石，的是石墨不是金刚石，P是白磷不是红磷。是白磷不是红磷。1.13.1.13.1 1 标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓情寻势塑江恤粤涧融惊旱缠岳阶踏志停蛀萧纫他放违鸥沮涛简涯迢箍铂占浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律 为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取正值。为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取正值。利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变：利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变：
39、在标准压力在标准压力 和反应温度时（通常为和反应温度时（通常为298.15 K298.15 K）1.13.1.13.1 1 标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓缎遏棵诲钻澜班否楔俯轿榜肛跪山轮宾父榆隐键奈卵饯团宁燥轴募穗慈翅浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律化学反应中键的形成与断裂常伴随能量的变化。化学反应中键的形成与断裂常伴随能量的变化。1.13.1.13.2 2 由键焓估算反应焓变由键焓估算反应焓变涵与墟削码焚蜂述蒋款完巾每蔫模害椽丈臂瘁婚垮啸垄靛给旨障楔枷福可浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律对于有离子参
40、加的反应，如果能知道两种离子的生成焓，同样对于有离子参加的反应，如果能知道两种离子的生成焓，同样可以计算这类反应的焓变。可以计算这类反应的焓变。1.13.1.13.3 3 标准摩尔离子生产焓标准摩尔离子生产焓攫韩馒直复下孜泪勾蹈咸蚀钟唾炸郁禹蹿苟庆亮香藏烃誉砌活增乏恩仿腑浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律在标准压力下，反应温度在标准压力下，反应温度T T时，物质时，物质B B完全完全氧化成氧化成相同温度相同温度的的指指定产物定产物时的焓变称为时的焓变称为标准摩尔燃烧焓标准摩尔燃烧焓：指定产物通常规定为：指定产物通常规定为：金属 游离态： 298.1
41、5 K时的标准摩尔燃烧焓值有表可查时的标准摩尔燃烧焓值有表可查1.13.1.13.4 4 由标准摩尔燃烧焓计算反应焓变由标准摩尔燃烧焓计算反应焓变紧掳离痢衫咽塌睹宴铁披颧猿脸策颧摧景从签圃基疤付与成珊让黄捍靖整浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律1.14 Kirchhoff1.14 Kirchhoff定律定律在在1858年年Kirchhoff首先提出了焓变值与首先提出了焓变值与温度的关系式，所以温度的关系式，所以称为称为Kirchoff定律定律。定压下定压下:嚏激渠菇钝魁诉菜撞缓遣琉雹渝荒叹瓤父挡肾脐孩盂僳届贡诌坑嘉子囱半浙师大物化课件01第一章 热
42、力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律复习复习 1 11. 体系的种类：是否具有物质和能量的交换；体系的种类：是否具有物质和能量的交换；2. 系统的性质：是否具有加和性；同一热力学平衡系统的性质：是否具有加和性；同一热力学平衡体系体系3. 状态函数：变化量是否与体系变化的过程或途径状态函数：变化量是否与体系变化的过程或途径有关。有关。4. 功和热功和热仪昆颁被敢溃烷烛夯瑞霸促伍祟你浆俩如垮膏午戍夺料儡胚粳苯柬欢钡涡浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律复习复习 2 21.由于由于温度温度的不同，而在系统与环境之间交换或传递的的不同，而在系
43、统与环境之间交换或传递的能量就是能量就是热热；2.热和功不是状态函数，它们的变化量与途径有关；热热和功不是状态函数，它们的变化量与途径有关；热和功的正负号的规定；和功的正负号的规定；3.热力学第一定律热力学第一定律 U = Q + W；4.焓（焓（pV）和热容）和热容 ；5.理想气体的理想气体的U和和H仅为温度的函数，即仅为温度的函数，即U(T)和和H(T)；6.理想气体绝热可逆过程方程式理想气体绝热可逆过程方程式竣涪奄燕谦描画长际活斋爷中霸铺雏邯嫁测尽丫蛆落妇挺倍同阑掸笨腔喘浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律功功与与过过程程小小结结2V复习复习
44、3 3靶牟惺舟澈众镍烁汇醒硫宫耍摹胜乐诽喳涪眉城堤鹅系快斌沦摊号碾整芝浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律Carnot正循环热机热机热机效率（转换系数）热机效率（转换系数）冷冻系数冷冻系数冷泵冷泵 : 关注关注Tc热泵热泵 : 关注关注ThT Th h高温存储器高温存储器T Tc c低温存储器低温存储器T Th h高温存储器高温存储器T Tc c低温存储器低温存储器Carnot逆循环热机热机应用：应用：空调空调复习复习 4 4渊柯另茧婆屉杖秩焦劳对均蔗辙阀膝翁挫咕沸蒙戎肇若淖桂丛陕躺黎愚任浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一
45、章 热力学第一定律 是系统的是系统的强度性质强度性质。节流过程的。节流过程的 2. 反应进度，几种热效应，反应进度，几种热效应，Hess定律，标准态的定义。定律，标准态的定义。1.复习复习 5 5青碧及盯初奏针傲菠蒂样斩谚稠尤瑞协止漂锹蓝蔚器励困损摹赊挽稍陈催浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律例题例题 一个坚固的容器，容量为一个坚固的容器，容量为 1L，内储炸药在，内储炸药在25 ，101.325 kPa 下爆炸，容器未炸破，温度升至下爆炸，容器未炸破，温度升至1500 ，压力升至，压力升至50662.5kPa，已知爆炸产物与容器的，已知爆炸产物与容器的总热容为总热容为Cv = 83.68 J/K。 求爆炸瞬间的求爆炸瞬间的Q1，W1，U1，H1 爆炸数日后，温度降到爆炸数日后，温度降到25，压力降到，压力降到101.325kPa，求此过程的，求此过程的Q2，W2，U2，H2。翁乖烽桶泼珠鞋哲蝎仰蔓钮妻搪兄签渍砚煮岸祁永源枢购将忌造员籽才劲浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律浙师大物化课件01第一章 热力学第一定律
