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§2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程

§2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程. 4.1 热容 C. （ 1 ）定义： 不发生相变化、不发生化学变化且非体积功为零的条件下系 统温度升高（降低） 1℃ 所吸收（放出）的热量. （ 2 ）定容摩尔热容 C v,m ： 1mol 物质在 不发生相变化、不发生化学变化、恒 容 且 非体积功为零 的条件下系统温度升高（降 低） 1℃ 所吸收（放出）的热量.

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§2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程

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Presentation Transcript

  1. §2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程 • 4.1 热容C （1）定义：不发生相变化、不发生化学变化且非体积功为零的条件下系 统温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量 （2）定容摩尔热容Cv,m：1mol物质在不发生相变化、不发生化学变化、恒 容且非体积功为零的条件下系统温度升高（降 低）1℃所吸收（放出）的热量 定容热容Cv

  2. §2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程 • 4.1 热容C （3）定压摩尔热容Cp,m：1mol物质在不发生相变化、不发生化学变化、恒 压且非体积功为零的条件下系统温度升高（降 低）1℃所吸收（放出）的热量 定压热容Cp （4）热容与温度的关系 P.310附录八 P.311附录九 查表需注意：经验方程的形式、适用的温度范围、 单位、表头写法、物质的聚集状态

  3. §2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程 • 4.1 热容C （5）Cp,m与Cv,m的关系 ①理想气体： 该关系也适用于低压下的真实气体 ②近似值： 根据能量均分原理推出，在常温下的理想气体可取近似值： （6）平均摩尔定容热容 如果Cp,m=f(T )为线性关系，这两种计算结果一致

  4. §2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程 • 4.2 气体恒容变温过程 过程条件：封闭系统、pVT变化、恒容、非体积功为零 （使用条件！） 过程焓变ΔH： • 4.3 气体恒压变温过程 过程条件：封闭系统、 pVT变化、恒压、非体积功为零 （使用条件！） 过程热力学能变化ΔU： 由此可见：根据定容（压）摩尔热容可以从理论上计算 气体在恒容（压）、非体积功为零的pVT变化中的显热 以及该过程系统热力学能（焓）的增量ΔU（ΔH）

  5. §2.4 热容，恒容变温过程、恒压变温过程 • 4.4 凝聚态物质变温过程 凝聚态物质恒压变温过程： 当变温过程凝聚态物质的压力或体积变化不大时，上述关系也近似成立 本教材指出：不能根据凝聚态变温过程体积变化不大（不是恒容！）， 由下述关系求ΔU： 也就是说，凝聚态物质：

  6. §2.5 焦耳实验，理想气体的热力学能、焓 • 5.1 焦耳实验 过程：低压下气体向真空膨胀 现象：温度计显示水温无变化 • 5.2 焦耳实验结果的热力学分析 结论：低压气体在自由膨胀过程中，热力学 能不发生变化 虽然焦耳实验是不够精确的，但当实 验压力趋于零时，该结论趋于准确。将该 结论进行进一步分析，可得出理想气体的 两个重要推论

  7. §2.5 焦耳实验，理想气体的热力学能、焓 • 5.3 理想气体的热力学能 焦耳实验过程中， dT=0，dU=0，dV≠0，所以 同理可证： 重要结论：理想气体的热力学能只是温度的函数 也可写作： 由此可以推得： 该公式使用条件： ★封闭系统 ★pVT 变化 ★非体积功为零★理想气体或恒容 注意：当该公式用于理想气体的非恒容过程时，ΔU≠Qv

  8. §2.5 焦耳实验，理想气体的热力学能、焓 • 5.4 理想气体的焓 根据焓的定义式 重要结论：理想气体的焓只是温度的函数 也可写作： 由此可以推得： 该公式使用条件： ★封闭系统 ★pVT 变化 ★非体积功为零 ★理想气体或恒压 注意：当该公式用于理想气体的非恒压过程时，ΔH≠Qp

  9. 分析： 题目中整个过程分两步完成，一般在解题时，首先将已知的 状态性质和过程特征用简洁的方框图的形式表示出来 例题：1mol理想气体由202.65kPa、10dm3恒容升温，使压力升高到 2026.5kPa，再恒压压缩至体积为1dm3。求整个过程的W、 Q、ΔU、ΔH。 解题： 作过程方框图， 1mol理想气体 p1=202.65kPa V1=10dm3 T1 p2=2026.5kPa V2=V1 T2 p3=p2 V3=1dm3 T3 恒容 恒压 （1） （2） 因为p3V3=p1V1，所以T3=T1，整个过程可看作是等温过程。又因为理 想气体的U 、H 都只是温度的函数，所以整个过程 过程（1）恒容 过程（2）恒压

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