热力学第一定律总结

1、执八、定 律 总 结通用公式U= Q+ W绝热：Q = 0， U =W恒容（W=0) : W = 0， U = Q恒压（W=0):吐讥 V=- (pV)， U= Q (pV) H = Q恒容+绝热（W =0） : U = 0恒压+绝热（W =0） : H = 0焓的定义式：H= U + pV H = U + （pV）典型例题:3.11思考题第3题，第4题。二、理想气体的单纯pVT变化恒温： U= H= 0变温： U =,2Cv,mdT或 U = nCv,m（ T2- Ti） H =T1CP,mdT或 H = nCp,m（ T2- Ti）如恒容， U = Q，1否则不一定相等。如恒压， H= Q

2、,否则不一定相等。Cp, m C/, m = R双原子理想气体：Cp, m= 7F/2, Cz m = 5 F/2单原子理想气体：G, m= 5F/2, C/ m = 3 F/2典型例题：3.18思考题第2,3,4题书 2.18、2.19三、凝聚态物质的 U和H只和温度有关 U - H=TnCp, mdT U艇 H = nCp,典型例题：书2.15T1四、可逆相变（一定温度T和对应的p下的相变，是恒压过程）zQd=-心门购（ n气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变，如熔化、凝固、转晶等，贝 U n = 0 , U Ho101.325 kPa及其对应温度下的相变可以查表。a相，温度T, 压力

3、p Ha相，温度To,B相，温度T, 压力p H压力 101.325B a h（to）可逆相变（3相，温度To, a h(t)二 h +a kPa压力 101.325+ kPa其它温度下的相变要设计状态函数不管是理想气体或凝聚态物质， H1和 H3均仅为温度的函数，可以直接用 计算。典型例题：3.18作业题第3题五、化学反应焓的计算其他温度:状态函数法aA +bBuurtiLH物4VY4+ zZ H =f*T2 Cp, ndT 翎+H(反7 H=nCp, 乂市2- H+生T)。生成物反应物 cH（反反应物生成物? ?m(Y) + yY+H0 rHfHA 生)bB 间反)=、 fH?a H(A)

4、(298.15 K) rH? = cH?(反)- cH?(生)=a cH?(A) + b cH?(B) - y cH?(Y)9ZA cH?(Z) U和 H的关系： U= H - nRT （ n：气体摩尔数的变化量。典型例题：3.25思考题第2题典型例题：见本总结“十、状态函数法。典型例题第 3题”六、体积功的计算通式：S W=- Pamb dV恒外压：W= - Pamb - ( V2- Vi)恒温可逆(可逆说明 Pamb = P) : W= nRT In( P2/ pi) = -nRT In( V2/V1)绝热可逆：PV=常数(丫 = CP, m/ CV, m)。利用此式求出末态温度 T2,则

5、W= U = nCV, m(T2 - T1)或：W= (P2V2 - p2)/( 丫- 1)典型例题： 书2.38 , 3.25作业第1题七、P-V图y恒容过程恒压过V斜率大小：绝热可逆线 > 恒温线 典型例题：如图，AB和AC均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么？Ub与？Uc的关系是(A)? ?U AB > ?UAC ； ? ? ?(B) ?U AB < ?UAC ；(C)? ?U AB = ?Uac ； ? ? ?(D)无法比较两者大小Pamb W P，可逆时 Pamb八、可逆过程可逆膨胀，系统对环境做最大功(因为膨胀意味着 到最大值P)；可逆压缩，环境对

6、系统做最小功。 典型例题：1 mol理想气体等温(313 K)膨胀过程中从热源吸热600 J， 所做的功仅是变到相同终态时最大功的 1/10，则气体膨胀至 终态时，体积是原来的 倍。九、求火焰最高温度：Q = 0, H = 0求爆炸最高温度、最高压力： Q = 0, W= 0 U = 0典型例题：见本总结“十、状态函数法。典型例题第 3题”十、状态函数法(重要！)设计途径计算系统由始态到终态，状态函数的变化量。典型例题：31、将373.15K及0.5p的水汽100 dm,可逆恒温压缩到10 dm3,试计算此过程的 W,Q和 U。2、1mol理想气体由2atm、10L时恒容升温，使压力到20 a

7、tm。 再恒压压缩至体积为1L。求整个过程的 W Q U和 H。3、 298K时，1 mol H 2(g)在 10 mol 02(g)中燃烧H(g) + 10O 2(g) = H 20(g) + 9.5O 2(g)已知水蒸气的生成热 rHn(H2O, g) = -242.67 kJ mol-1, CP，m(H2)= Cp,m(O2)= 27.20 J mol', Cp,m(H2。) = 31.38J K1 mol-1.a) 求298 K时燃烧反应的 U;b) 求498 K时燃烧反应的 X;c) 若反应起始温度为298 K，求在一个密封氧弹中绝热爆 炸的最高温度。十、了解节流膨胀的过程并

8、了解节流膨胀是 绝热、恒焓过程典型例题：1、 理想气体经过节流膨胀后，热力学能(升高,降低, 不变)2、非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的:(A) Q = 0，?H = 0，?p < 0(B) Q = 0，?H < 0，?p < 0；(C) Q > 0，?H = 0，?p < 0；(D) Q < 0，?H = 0，?p < 0。'、其他重要概念如系统与环境，状态函数，平衡态，生成焓，燃烧焓，可逆过程等，无法一列举典型例题:1、书 2.212、体系内热力学能变化为零的过程有:(A)等温等压下的可逆相变过程(B)理想气体的绝热膨胀过

9、程(C)不同理想气体在等温等压下的混合过程(D)恒容绝热体系的任何过程十二、本章重要英语单词system 系统surroundings 环境equilibrium 平衡态开放/封闭/隔离系统energy能量体积功/非体积功vacuum真空热力学/内能state fun ctio n状态函数ope n/closed/isolated system work 功heat 热expa nsion/non-expa nsion work free expa nsion自由膨胀thermod yn amic en ergy/i nternal en ergy perpetual moti on mach

10、i ne永动机The First Law of Thermod yn amics热力学第一定律heat supplied at con sta nt volume/pressure恒容热 / 恒压热adiabatic 绝热的 diathermic 导热的 exothermic/endothermic放热的 / 吸热定容热容/定压热容vaporization蒸发 fusion 熔化反应焓/生成焓/燃烧焓Kirchhoff ' s Law基希霍夫公式的 isothermal 等温的isobaric 等压的 heat capacity 热容 heat capacity at con sta nt volume/pressure en thalpy 焓 con de nsed matter 凝聚态物质 phase change