第二章__热力学第一定律教材ppt课件.ppt

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1、§2.6相变焓1、相：系统内性质完全相同的均匀部分2、相变：系统中同一种物质在不同相之间的转变。水蒸气液态水冰§2.6相变焓可逆相变与不可逆相变水的可逆汽化过程水的不可逆汽化过程P=202.650kPaH2O(g)1000C,101.325kPaH2O(l)1000C恒温热源(100oC)p=101.325kPaH2O(g)1000C,202.650kPaH2O(l)1000C恒温热源(100oC)3、摩尔相变焓（1）定义：1mol纯物质在恒定温度T及该温度的平衡压力下发生相变时对应的焓变即该纯物质于温度T条件下的相变焓。（2）符号：△相变Hm(T)因为相变过程中压力保持不变，所以相变

2、焓又称相变热，即相变焓可以用量热的方法测定，是计算相变过程热的基础热数据，可从手册查到。注意：相变方向和温度条件（相变焓是温度的函数）相变焓与温度的关系T1B()→　B()T2B()→　B()DHm,αDHm,β△相变Hm,1△相变Hm,2摩尔熔化焓：DfusHm摩尔蒸发焓：DvapHm摩尔升华焓：DsubHm摩尔转变焓：DtrsHm一般在文献中给出可逆相变过程的相变焓，称为可逆相变焓具体相变过程概括为：两凝六化（华）凝华升华A()A()A()熔化凝固晶形转化液化气化A()4、可逆相变过程Q、W、△U、△H的计算（1）对于始末态都是凝聚相的恒温相变过程，不管过程是否恒压，都有：

3、V=V2V1≈0W≈0,Q≈U,U≈H（2）对于始态为凝聚相，末态为气相的恒温恒压相变过程，有：V=V2V1≈V2=VgW＝pV≈pVg=nRTQp=HU=Q+W=HnRT例题1.已知水（H2O,l)在100℃时的饱和蒸气压ps=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓vapH=40.668kJ·mol-1。求在100℃、101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q、W、U、H。设水蒸气适用理想气体状态方程式。解：Qp=H=n(vapHm）=｛1000÷18×40.668｝kJ=2257kJU=H(pV)=

4、Hp(Vl－Vg）=H+nRT={2257+1000÷18×8.315(100+273.15)}kJ=2085kJW=UQ=172.2kJH2O(g)1kg100℃101.325kPaH2O(l)1kg100℃101.325kPa5、可逆相变与简单状态变化组合过程Q、W、△U、△H的计算例1：若将1mol273K的冰在101325Pa下加热变成373K的水蒸气，计算该过程的△U、△H。已知0℃冰的熔化热为333.46J/g，在0—100℃范围内水的平均热容为4.184J/g，正常沸点下水的蒸发热为2255J/g。解：H2O(s)→H2O(l)→H2O(l)→H2O(g)2

5、73K273K373K373K（1）s→l△H1=333.46×18=6.003kJ△U1=△H1-△(pV)=△H1=6.003kJ(△V=0)（2）l→l△H2=C△T=18×4.184×100=7.531kJ△U2=△H2-△(pV)=△H2=7.531kJ(△V=0)(3)l→g△H3=2255×18=40.59kJ△U3=△H3-△(pV)=△H3-p(Vg-Vl)=40.59-101.325×0.0306=37.5kJ△U=△U1+△U2+△U3=51.023kJ△H=△H1+△H2+△H3=54.104kJ6、不可逆相变过程Q、W、△U、△H的计算可逆B(l)1mol

6、p1T1B(g)1molp1T1B(l)1molp1T2B(g)1molp1T2不可逆根据状态函数性质有设计如下图所示过程对凝聚系统，p对热容的影响很小，认为Cp,m仅为T的函数，气体通常视为理想气体§2.7化学反应热主要是研究反应过程中的热效应问题，物理化学的这一分支称为热化学。根据热力学第一定律因反应物和产物的热力学能不同，化学反应进行时表现为吸热或放热现象。1、化学反应计量式及反应进度（1）化学反应计量式：表达了参加化学反应的物质种类，说明了发生1个单位(1mol)反应时参加反应的任意物质B所发生的物质的量的变化。例aA+bB===lL+mM-------化学反应计量式末

7、态—始态得lL+mM-aA-bB=0∴化学反应可表示为：ΣνBB=0即1mol反应（1个单位反应）就是amolA和bmolB的始态物质反应生成lmolL和mmolM的末态B为参加反应的任何物质，νB为对应的化学计量数：产物的为正；反应物的为负。（2）反应进度：化学反应进行的程度。符号：ξnB(ξ)=nB(0)+νBξξ=[nB(ξ)-nB(0)]/νB=△nB/νB单位：molnB(ξ)：反应进行到ξ时任一物质B的物质的量；nB(0)：反应开始