第二章热力学第一定律主要公式及其适用条件

1、第二章热力学第一定律主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式U Q W或dU 8Q SW 9Q PambdV SW'规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功为负。式中pamb 为环境的压力，W为非体积功。上式适用于封闭体系的一切过程。2. 焓的定义式H U PV3. 焓变（1）H U （PV）式中（pV）为pV乘积的增量，只有在恒压下（pV） p（V2 Vl）在数值上等于体 积功。2（2）H 1 nCp,m d T此式适用于理想气体单纯 pVT 变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程， 或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。4. 热力学能（又称内能 ）变2

2、U 1 nCV,m dT 此式适用于理想气体单纯 pVT 变化的一切过程。5. 恒容热和恒压热QV U （dV 0,W' 0） Qp H （d p 0,W' 0）6. 热容的定义式（1）定压热容和定容热容Cp 3Qp/dT ( H / T)pCv 8Qv /dT ( U / T)v(2) 摩尔定压热容和摩尔定容热容p,mCp/n ( Hm/ T)pCv,m Cv / n （ Um/ T ）v上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程（3）质量定压热容（比定压热容）Cp Cp/m Cp,m/M式中m和M分别为物质的质量和摩尔质量。（4）C p,m CV ,

3、m R此式只适用于理想气体。（5）摩尔定压热容与温度的关系23Cp,m a bT cT dT式中a , b, c及d对指定气体皆为常数。（6）平均摩尔定压热容,m；2Cp,m dT /(T2)7. 摩尔蒸发焓与温度的关系vapmE)T2vap H m (T1 )11Cvap 丄p,mdT(vap H m / T) pC vap 9p,m式中 vapCp,m = Cp,m （g） Cp,m（l），上式适用于恒压蒸发过程8. 体积功（1）定义式WPambdV或Wpamb dV(2)Wp(V1 V2)nR(T2 T1)适用于理想气体恒压过程(3)Wpamb (V1 V2 )适用于恒外压过程。V2(4

4、) W2 pdVnRT ln(V2 /V1) nRT ln( p2 / p1)适用于理想气体恒温V1可逆过程。(5) W UnCv,m(T2 Ti)适用于 Cv,m 为常数 的理想气体绝热过程。9. 理想气体可逆绝热过程方程(T2/T1)CV,m(V2/V1)R 1CR(T2 / T1 )Cp,m ( p2 / p1) R 1r(p2 /p1)(V2 /V1)r 1上式中，Cp,m/Cv,m称为热容比(以前称为绝热指数)，适用于Cv,m为常数,理想气体可逆绝热过程 p， V， T 的计算。10. 反应进度nB / B上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况，nB nB nB,0 ,nB,o为反应前B的物质的量。 B 为 B 的反应计量系数，其量纲为一。 的量纲为 mol。11. 标准摩尔反应焓rHeB f H me (B,)B c Hme (B,式中 f Hme(B, ) 及 cHme(B, )分别为相态为的物质 B 的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。上式适用于=1 mol ，在标准状态下的反应rHm与温度的关系rH em(T2)erHem(T1)T2T1rCp,m