1、2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,1,系統(tǒng)（System）,環(huán)境（Surroundings）,系統(tǒng)與環(huán)境的界面可以是客觀存在的，也可是人為認(rèn)定的,系統(tǒng)分類(lèi),熱力學(xué)概念,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,2,廣度性質(zhì),強(qiáng)度性質(zhì),熱力學(xué)平衡標(biāo)志,狀態(tài)函數(shù)及特點(diǎn),2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,3,定溫（恒溫）過(guò)程：TTT外 dT=0，過(guò)程中溫度恒定,定壓（恒壓）過(guò)程： p p p外，過(guò)程中壓力恒定,定容（恒容）過(guò)程：VV 過(guò)程中體積保持恒定,絕熱過(guò)程：Q0,循環(huán)過(guò)程：所有狀態(tài)函數(shù)改變量為零,如 p=0，T=0，U=0 等,對(duì)抗恒外壓過(guò)程： p外= cons.,自由膨

2、脹過(guò)程（系統(tǒng)向真空膨脹過(guò)程）： p外=0,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,4,熱,功,對(duì)于微小變化,熱力學(xué)第一定律,體積功的計(jì)算,通式 w = -pedv,等溫可逆過(guò)程？等外壓？等容？自由膨脹？,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,5,恒容熱 Qv, =U,恒壓熱 Qp， =H,焓 定義 H=U+ pV,熱熔 等壓摩爾熱熔，Cp,m，計(jì)算？ 等容摩爾熱熔，Cv,m，計(jì)算？,理想氣體的Cp,m，Cv,m,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,6,焦耳定律 U=f（T），H= f(T),相變焓,絕熱過(guò)程方程,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,7,卡諾循環(huán),熱機(jī)效

3、率,焦耳-湯姆遜效應(yīng),稱(chēng)為Joule-Thomson系數(shù)，它表示經(jīng)節(jié)流過(guò)程后，氣體溫度隨壓力的變化率。,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,8,化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) Qp 等壓熱效應(yīng) Qv 等容熱效應(yīng) Qp =Qv +nRT,標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,赫斯定律,基爾霍夫定律,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,9,自發(fā)變化，特征：一去不返；判據(jù)：環(huán)境是否失去功,二律內(nèi)容：開(kāi)爾文與克勞修斯說(shuō)法,卡諾定理：R=iR 推論：同溫?zé)嵩撮g可逆熱機(jī)效率相同,熵的定義式：,克勞修斯不等式：,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,10,熵增原理：孤立系統(tǒng)中不可能發(fā)生熵減小的過(guò)程,熵的計(jì)算

4、：,等溫,等壓,等容,可逆相變,不可逆相變,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,11,Helmholtz自由能,在等溫過(guò)程中，封閉系統(tǒng)對(duì)外所作的功等于或小于系統(tǒng)Helmholtz自由能的減少值。,在等溫、可逆過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外所作的最大功等于系統(tǒng)Helmholtz自由能的減少值,或,方向性判據(jù),2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,12,Gibbs自由能,等溫、等壓、可逆過(guò)程中，封閉系統(tǒng)對(duì)外所作的非膨脹功小于或等于系統(tǒng)Gibbs自由能的減少值。,方向性判據(jù),2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,13,熱力學(xué)基本公式,上述四個(gè)公式的適用范圍：組成不變的封閉系統(tǒng)，非膨脹功為零的可

5、逆與不可逆過(guò)程。,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,14,G的計(jì)算,等溫狀態(tài)變化：,可逆相變： G=0,不可逆相變：設(shè)計(jì)可逆過(guò)程計(jì)算。根據(jù)定義計(jì)算。,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,15,將2 mol H2(g)置于帶活塞的氣缸中，若活塞上的外壓力很緩慢地減小，使H2(g)在25時(shí)從15 dm3等溫膨脹到50 dm3，試求在過(guò)程的Q，W，U，H，S，G。假設(shè)H2(g)服從理想氣體行為。,熱力學(xué)習(xí)題,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,16,1 mol理想氣體(Cp,m = 5R / 2)從0.2 MPa，5 dm3等溫(T1)可逆壓縮到1 dm3；再等壓膨脹到原來(lái)

6、的體積(即5 dm3)，同時(shí)溫度從T1變?yōu)門(mén)2，最后在等容下冷卻，使系統(tǒng)回到始態(tài)的溫度T1和壓力。 ( 1 )計(jì)算T1和T2； ( 2 )計(jì)算每一步的Q，W，U和H。,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,17,1mol 理想氣體從100kPa, 300K 等容加熱到600K，求此過(guò)程的Q、W、U、H、S、G。已知此理想氣體300K時(shí)的Sm=80.0JK1mol1，cv,m=20.00 JK1mol1。,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,18,在298.2 K時(shí)，將1 mol O2從105 Pa絕熱可逆壓縮到6105 Pa，試求Q、W、U、H、F、G、S、Siso。已知Sm(298.2K,O2)= 205.03JK-1mol-1。,2020/8/23,宜賓學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,19,C6H6在100 kPa時(shí)的熔點(diǎn)為5 ，摩爾熔化焓為9916 Jmol-1， Cp,m (l) =126.8