西华师范大学化学化工学院-PowerPointTemp.ppt

06十一月2024§2.1热力学概论§2.10Joule–Thomson效应基本要求主要讨论的是过程进行的方向和限度，解决的是过程进行的可能性的问题。二、热力学的特点§2.3热力学的一些基本概念根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类：（2）封闭系统（3）隔离系统1、广度性质3、两者的关系在指定的外界条件下，当系统的诸性质不随时间而改变，则系统就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：系统的一些性质，具有以下特性：在一定的环境条件下，热力学系统所经历的任何变化或系统由一个平衡态变化到另一个平衡态的经过。（1）等温过程系统吸热，Q>02、功3.Q和W的微小变化用符号而不能用表示§2.4热力学第一定律若是n有定值的封闭系统，则对于微小变化1、热力学第一定律的数学表达式一、功与过程设在定温下，一定量理想气体在活塞筒中克服外压，经4种不同途径，体积从V1膨胀到V2所作的功。依此类推，外压差距越小，膨胀次数越多，做的功也越多。（4）准静态过程三、可逆过程（reversibleprocess）根据热力学第一定律根据热力学第一定律定义:H是状态函数，广度性质。对于不发生相变和化学变化的均相封闭系统，不做非膨胀功，热容的定义是：摩尔热容等压摩尔热容将两个容量相等的容器，放在水浴中，左球充满气体，右球为真空。气体和水浴温度均未变从Joule实验得这就证明了实验气体的热力学能仅是温度的函数，与体积和压力无关。根据焓的定义式因为等容过程中，升高温度，系统所吸的热全部用来增加热力学能；而等压过程中，所吸的热除增加热力学能外，还要多吸一点热量用来对外做膨胀功，所以气体的Cp恒大于CV。根据复合函数的偏微商公式或四、绝热过程1、绝热可逆过程方程式代入（A）式得若Cv为常数，则对上式积分得等温可逆过程：∴五、绝热过程3、不可逆膨胀一个由两个等温和两个绝热过程构成的最简单的理想循环。Carnot循环：将热机所作的功与所吸的热之比值称为热机效率,或称为热机转换系数，用表示。将Carnot机倒开，就变成了致冷机。一、J-T效应开始，环境将一定量气体压缩时所作功（即以气体为系统得到的功）为：节流过程是个绝热等焓的不可逆过程>0经节流膨胀后，气体温度降低。对定量气体，实际气体第一项大于零，因为 实际气体分子间有引力，在等温时，降 低压力，分子间距离增大，分子间位能 升高，热力学能也就增大。其符号由决定，其数值可从pV-p等温线上求出，这种等温线由气体自身的性质决定。273K时和的pV-p等温线，如图所示。CH4为了求的值，必须作出等焓线，这要做若干个节流过程实验。显然：在虚线以左，，是致冷区，在这个区内，可以把气体液化；将称为内压力，即：如果实际气体的状态方程符合vanderWaals方程,则可表示为： 等温下，实际气体的不等于零。一、化学反应的热效应—等压热效应和等容热效应反应物反应物当反应进度为1mol时： 20世纪初比利时deDonder引进反应进度的定义为：可用任一反应物或生成物来表示反应ζ，所得的值总是相同的，即：当反应的进度为1mol时的焓变，称为摩尔焓变，表示为：三、热化学方程式气体的标准态为：例如：298.15K时反应进度为1mol，表示按计量方程反应物应全部作用完。不管反应是一步完成的，还是分几步完成的，其热效应相同。或者说：反应的热效应只与起始状态和终了状态有关，而与变化的途径无关。例如：求C(s)和生成CO(g)的摩尔反应焓变没有规定温度，一般298.15K时的数据有表可查。说明：例如：在298.15K时标准摩尔生成焓的单位J·mol。为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取正值。因为溶液是电中性的，正、负离子总是同时存在，不可能得到单一离子的生成焓。查表得1mol的物质B，在标准压力下，反应温度T时，完全氧化成相同温度的指定产物时的标准摩尔焓变称为该物质的标准摩尔燃烧焓。例如：在298.15K和标准压力下，有反应：例如有反应一切化学反应实际上都是旧键的拆散和新键的形成过程，而旧键拆散和新键形成都有能量变化。因此，旧键的拆散和新键的形成过程中能量变化是出现反应热效应的根本原因。讨论：求终态温度的示意图根据状态函数的性质