熱力學(xué)第一定律總結(jié)

1、熱一定律總結(jié)通用公式AJ = Q + W絕熱： Q = 0 , AU = W恒容(W =0): W = 0 , AU = Qv恒壓(W =0): W=-pAV=- APV),AU = Q- ApV)AH = Qp恒容+絕熱(W =0) : AU = 0恒壓+絕熱(W =0) : AH = 0焓的定義式：H = U + pVAH = AU + A(pV)典型例題:3.11思考題第3題，第4題。理想氣體的單純pVT變化恒溫:變溫:AU = AH = 0AUT2T2AH = %CV,Cp, mdTAU = nCV, mgTJAH = nCp, 口仃2-)如恒容，AU = Q，否則不一定相等。如恒壓，

2、A H = Q，否則不一定相等。Cp, mCv, m = R雙原子理想氣體:單原子理想氣體:Cp, m = 7R/2, Cv, m = 5 R/2Cp, m = 5R/2, Cv, m = 3 R/2典型例題：3.18思考題第2,3,4題書 2.18 2.19二、 凝聚態(tài)物質(zhì)的AU和AH只和溫度有關(guān)T2AU AH =yT Cp, mdT 或 AU AH = nCp,典型例題：書2.15四、可逆相變(一定溫度T和對應(yīng)的p下的相變，是恒壓過程)AH = Qp = ng HmAUAH -AnRT(An：氣體摩爾數(shù)的變化量。如凝聚態(tài)物質(zhì)之間相變，如熔化、凝固、轉(zhuǎn)晶 等，貝U An = 0,AU AH。

3、101.325 kPa及其對應(yīng)溫度下的相變可以查表。其它溫度下的相變要設(shè)計(jì)狀態(tài)函數(shù)a相，溫度T,壓力pa相，溫度To，壓力 101.325 kPaA f Hm(T)A a Hm(To)可逆相變f相，溫度T，壓力pAAI3f相，溫度To，壓力 101.325 kPa a Hm(T) = AH1 + A Hm(To) + 少3不管是理想氣體或凝聚態(tài)物質(zhì)，A H1和AH3均僅為溫度的函數(shù)，可以直接用 Cp,m 計(jì)算。AH = ry；2 Cp, mdTAH = nCp, mg-TJ典型例題：3.18作業(yè)題第3題五、化學(xué)反應(yīng)焓的計(jì)算298.15 K:(A)-AHm? = AH?(生)-AH?(反)=yA

4、Hm?(Y) + zAHm?(Z) - aAHmbAHm? (B)Hm? = AcH?(反)-AH(生)=aAHm? (A) + bA)Hm? (B) - yAcHm(Y)-zg? (Z)其他溫度：狀態(tài)函數(shù)法反應(yīng)物aA + bB（溫度T）AHm(T)生成物yY + zZ(溫度T)、*陽3反應(yīng)物aA + bB(298.15 K)AHm(298.15 K)生成物yY + zZ(298.15 K)AU和AH的關(guān)系：AU = AH -AnRT （如：氣體摩爾數(shù)的變化量。） 典型例題：3.25思考題第2題 典型例題：見本總結(jié)“十、狀態(tài)函數(shù)法。典型例題第 3題”六、體積功的計(jì)算通式：SW =- Pamb

5、dV恒外壓：W = - Pamb （V2-V1）恒溫可逆（可逆說明 Pamb = p）： W = nRT ln（p/pd = -nRT In（V2/V1） 絕熱可逆：pV -常數(shù)（丫二Cp, m/Cv, m）。利用此式求出末態(tài)溫度 T2，則W = AU = nCV, m（T2 -）或：W =（P2V2 - pM）/（ 丫-1）典型例題：書2.38, 3.25作業(yè)第1題七、p-V圖 斜率大?。航^熱可逆線 恒溫線 典型例題：如圖，AB和AC均為理想氣體變化過程，若B、C在同一條絕熱線上，那么？ Uab與？ Uac的關(guān)系是:(A) ?Uab ?U AC ；(B) ?Uab ?U AC ；(C) ?U

6、ab = ?U AC ；(D)無法比較兩者大小。八、可逆過程可逆膨脹，系統(tǒng)對環(huán)境做最大功(因?yàn)榕蛎浺馕吨鳳amb P,可逆時(shí)Pamb取到最大值P)；可逆壓縮，環(huán)境對系統(tǒng)做最小功。典型例題：1 mol理想氣體等溫(313 K)膨脹過程中從熱源吸熱600 J,所做的功僅是變到相同終態(tài)時(shí)最大功的1/10，則氣體膨脹至終態(tài)時(shí)，體積是原來的倍。九、 求火焰最高溫度：Qp = 0, AH = 0求爆炸最高溫度、最高壓力：Qv = 0, W = 0AU = 0典型例題：見本總結(jié)“十、狀態(tài)函數(shù)法。典型例題第3題”十、狀態(tài)函數(shù)法(重要！)設(shè)計(jì)途徑計(jì)算系統(tǒng)由始態(tài)到終態(tài)，狀態(tài)函數(shù)的變化量。典型例題：十、了解節(jié)流膨脹

7、的過程并了解節(jié)流膨脹是 絕熱、恒焓過程 典型例題：1、 理想氣體經(jīng)過節(jié)流膨脹后 ，熱力學(xué)能(升高，降低，不變)2、非理想氣體的節(jié)流膨脹過程中，下列哪一種描述是正確的：(A) Q = 0，? H = 0 ,?p 0 ；(B) Q = 0 ,?H 0 ,?p 0，? H = 0，? p 0 ；(D) Q 0，? H = 0 ,?p 0。十一、其他重要概念如系統(tǒng)與環(huán)境，狀態(tài)函數(shù)，平衡態(tài)， 生成焓，燃燒焓，可逆過程等，無法一列舉 典型例題：1、書 2.212、體系內(nèi)熱力學(xué)能變化為零的過程有：(A) 等溫等壓下的可逆相變過程(B) 理想氣體的絕熱膨脹過程(C) 不同理想氣體在等溫等壓下的混合過程(D)

8、恒容絕熱體系的任何過程十二、本章重要英語單詞system 系統(tǒng)surro undings 環(huán)境state function 狀態(tài)函數(shù)equilibrium 平衡態(tài)ope n/closed/isolated syste m 開放 / 圭寸閉 / 隔離系統(tǒng) work 功heat 熱energy 能量expa nsion/non-expa nsion work 體積功 / 非體積功 free expansion 自 由膨脹 vacuum 真空 thermodynamic energy/internal energ熱力學(xué) / 內(nèi)能perpetual moti on machi ne 永動(dòng)機(jī)The Fi

9、rst Law of Thermod yn amicS 力學(xué)第一定律heat supplied at con sta nt volume/pressurei 容熱 / 恒壓熱adiabatic 絕熱的 diathermic 導(dǎo)熱的 exothermic/endothermic 放熱的/吸熱的 isothermal 等溫的 isobaric 等壓的heat capacity 熱容heat capacity at constant volume/pressur定容熱容 / 定壓熱容enthalpy 焓conden sed matter凝 聚態(tài)物質(zhì)phase cha ngef 目變 sublimat

10、i on 升華 vaporizati on 蒸發(fā) fusi on 熔化 reacti on /formati on/combusti on en thalpy 反應(yīng)焓 / 生成焓 / 燃燒焓 extent of reaction 反應(yīng)進(jìn)度Kirchhoffs Law 基?；舴蚬絩eversible process可 逆過程Joule-Thomson expansior焦耳-湯姆遜膨脹/節(jié)流膨脹isenthalpic恒焓的1、 將373.15K及0.5p的水汽100 dm1 2 3，可逆恒溫壓縮到 10 dm3，試計(jì)算此過程的W,Q 和 A U。2、 1mol理想氣體由2atm、10L時(shí)恒容升溫，使壓力到20 atm。再恒壓壓縮至體積 為1L。求整個(gè)過程的 W、Q、AU和A H。3、298K 時(shí)，1 mol H2(g)在 10 mol O2(g)中燃燒H 2(g) + 10O 2(g) = H 2O(g) + 9.5O 2(g)已知水蒸氣的生成熱 ArHm? (H2O, g) = -242.67