[理學(xué)]物理化學(xué)答案——第一章-熱力學(xué)第一定律

1、1第一章熱力學(xué)第一定律一、基本公式和基本概念基本公式基本公式1.功，：體積功；：非體積功WWW?????體積W體積W熱力學(xué)中體積功為重要的概念：WpdV???外體積本書(shū)規(guī)定：系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功為負(fù)，相反為正。如果的變化是連續(xù)的，在有限的變化區(qū)間可積分上式求體積功p外dWpV???外在可逆過(guò)程中，可用系統(tǒng)的壓力p代替外壓，即p外pp?外dWpV???一些特定條件下，體積功計(jì)算如下：恒外壓過(guò)程WpV???外定容過(guò)程d0WpV????外理想氣體定

2、溫可逆過(guò)程212112lnlnVVVpWpdVnRTnRTVp???????理想氣體自由膨脹(向真空膨脹)過(guò)程0W?2.熱力學(xué)第一定律UQW???3.焓HUpV??焓是狀態(tài)函數(shù)，容量性質(zhì)，絕對(duì)值無(wú)法確定。理想氣體的熱力學(xué)能和焓只是溫度的單值函數(shù)。4.熱容QCdT??(1)定壓熱容()pppQHCdTT?????注意：的適用條件為封閉系統(tǒng)，無(wú)非體積功的定壓過(guò)程。而對(duì)于理想氣體()ppHCT???無(wú)需定壓條件。(2)定容熱容()dVVVQU

3、CTT?????同樣，的適用條件為封閉系統(tǒng)，無(wú)非體積功的定容過(guò)程。對(duì)于理想氣體來(lái)()VVUCT???說(shuō)，則無(wú)需定容條件。3化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變：當(dāng)時(shí)的定壓熱BrmpmBHHHQn??????????1mol???化學(xué)反應(yīng)摩爾熱力學(xué)能變化：當(dāng)時(shí)的定容熱BrmVmBUUUQn??????????1mol???(2)化學(xué)反應(yīng)的與的關(guān)系rmH?rmU?無(wú)氣相物質(zhì)參與的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)：rmTrmTrmTHUpVU???????有氣相物質(zhì)(理想氣體)參與

4、的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)：rmTrmTrmTBgHUpVURT??????????(3)化學(xué)反應(yīng)定壓熱效應(yīng)的幾種計(jì)算方法利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓值：(298.5)()rmBfmBHKHB???????利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓值：(298.5)()rmBcmBHKHB????????(4)化學(xué)反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系基爾霍夫方程2121()()()dTrmrmBpmTBHTHTCBT???????基本概念基本概念1.系統(tǒng)和環(huán)境熱力學(xué)中，將研究的對(duì)象稱(chēng)為系統(tǒng)，是由大

5、量微觀粒子構(gòu)成的宏觀系統(tǒng)。而系統(tǒng)之外與系統(tǒng)密切相關(guān)的周?chē)糠址Q(chēng)為環(huán)境。系統(tǒng)與環(huán)境之間可以有明顯的界面，也可以是想象的界面。系統(tǒng)可以分為三類(lèi)：敞開(kāi)系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。2.系統(tǒng)的性質(zhì)和狀態(tài)函數(shù)用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量稱(chēng)為系統(tǒng)的性質(zhì)，分為兩類(lèi)：一類(lèi)是容量性質(zhì)，其數(shù)值與系統(tǒng)中物質(zhì)的數(shù)量成正比，例如體積、質(zhì)量、熱量、熱力學(xué)能等。另一類(lèi)是強(qiáng)度性質(zhì)，其數(shù)值取決于系統(tǒng)自身性質(zhì)，無(wú)加和性，例如溫度、密度等。系統(tǒng)的兩個(gè)容量性質(zhì)之比則成為系統(tǒng)的強(qiáng)度

6、性質(zhì)，例如摩爾體積、摩爾質(zhì)量等。某熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，可以用系統(tǒng)的性質(zhì)來(lái)描述。在熱力學(xué)中把僅僅決定于現(xiàn)在所處狀態(tài)與過(guò)去的歷史無(wú)關(guān)的系統(tǒng)的性質(zhì)叫做狀態(tài)函數(shù)，狀態(tài)函數(shù)具有全微分的性質(zhì)。3.過(guò)程與途徑當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，稱(chēng)其經(jīng)歷了一個(gè)過(guò)程。變化的具體步驟稱(chēng)為途徑。4.可逆過(guò)程當(dāng)一個(gè)過(guò)程進(jìn)行的無(wú)限緩慢，每一步都趨近于平衡狀態(tài)，并且沒(méi)有摩擦力，則該過(guò)程為可逆過(guò)程。與不可逆過(guò)程相比，可逆過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功最