ch2.3恒压热与恒容热.ppt

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1、2021/7/30§3　恒压热与恒容热在化学化工过程中经常遇到两种特定条件下过程的热，即恒压热与恒容热。我们专门进行讨论。一　恒压热(heatatconstantpressure)恒压过程物系与环境压力始终相等，且保持恒定的过程。关于恒定过程的“恒压”，对于不同的物系情况有所不同。①对于气体物系：p1=p2=p环=常数，或dp=0，p1，p2指物系内部的压力始终与外压相等，恒压下的膨胀、恒压下的压缩、恒压下的气相反应等。②对于固、液体物系“恒压”指外压恒定，比如恒压下，固、液体的加压与冷却，恒压下凝聚态物质的化学反应，恒压下的相变等（熔化　　凝固）。大多数的化学反应及相变化过程

2、都是在恒压下进行的，所以我们讨论恒压过程中物系的状态函数变化，恒压过程中的热及功等物理量具有实际意义。若恒压过程且物系不作非体积功根据热一律恒压热Qp：物系在恒压而无非体积功过程中与环境交换的热量。整理即公式条件0P1=P2=P环结论：恒压而非体积功过程中，体系所吸收的热量数值上等于体系焓的增量（广义）　　对三大类过程均适用。这就为我们计算等压过程的热提供了极大的方便，为我们建立、测定热力学数据提供了理论指导。例如下面三个恒压下的化学反应:Qp,1与Qp,3可利用量热设备准确测定，但Qp,2的测定难以进行，因为我们难以控制C与O2之间反应只生成CO，而反应不再向前进行生成CO2

3、。我们使用Qp=△H的关系，设计途径变可由Qp,1与Qp,2，计算得到Qp,3。而在特定的条件下（　　　，　　　），即在此条件下，恒压热也具有了状态函数增量的性质。从C与O2出发，在恒温恒压下经由两条途径生成CO2。两条途径，相同的始终态。所以有但每一步都是恒压而不作非体积功的过程，所以有使Qp也具有状态函数的特点一般情况下，始终态之间的两条途径Q1≠Q2+Q3。二　恒容热恒容过程且体积不作非体积功由热一律恒容热QV：物系在恒容且无非体积功过程中与环境交换的热量。显然，微小过程公式的使用条件结论：恒容而无非体积功过程中，体系所吸收的热量数值等于体系内部的增量（广义）。由于上式的

4、存在，在不作非体积功的条件下，物系的恒容热也具有了状态函数增量的性质，只决定于物系的始终态，而与途径无关。我们有了　　　　，　　　　这两个公式，以及热一律数学表达式，可方便的进行相关计算。请看例题！习题2.42.52.8例1一定量的气体在101.325kPa下，恒压受热膨胀，体积由5dm3变成10dm3，吸收了1125J的热，求过程中的Q与W及体系状态函数改变量△U与△H。解：第二种计算方法依然例２始态为25°C，200kPa的5mol某理想气体，经a,b两条不同途径到达相同终态。途径a为恒压加热过程，过程中的Wa=-7.940kJ，Qa=27.79kJ；途径b先经绝热膨胀到-

5、28.57°C，100kPa，步骤中的功Wb=-5.57kJ；再恒容加热到压力为200kPa的末态，求途径b的△Ub,Qb,△Hb,Wb。解：恒压加热绝热膨胀Qb,1Wb,1恒容加热Qb,2Wb,2途径a,恒压不作非体积功b另据热一律途径bQa、Wa已知事实上