物理化学电子教案：第二章热力学第一定律(图和例题）

1、物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.2 基本概念基本概念O（1）隔离系统）隔离系统 隔离系统又称为孤立系统。这种系统与环境间隔离系统又称为孤立系统。这种系统与环境间既无能量交换，既无能量交换，亦无物质交换。亦无物质交换。隔离系统完全不受环境影响。隔离系统完全不受环境影响。 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.2 基本概念基本概念O（2）封闭系统）封闭系统 系统与环境之间只有能量交换而没有物质的交换。系统与环境之间只有能量交换而没有物质的交换。 拧紧开关的钢瓶里的气体可拧紧开关的钢瓶里的气体可看作是一封闭系统。封闭系统是看作是一封闭系统。封闭系统是

2、热力学研究基础，在本章及第三热力学研究基础，在本章及第三章热力学第二定律的内容中，除章热力学第二定律的内容中，除特别声明外，均以封闭系统作为特别声明外，均以封闭系统作为研究对象。研究对象。 物理化学 课件O（3）敞开系统）敞开系统 系统与环境之间既可有能量的交换，还可有物质的交换。系统与环境之间既可有能量的交换，还可有物质的交换。 例如，敞开容器烧水，若将容器例如，敞开容器烧水，若将容器器中的水作为研究对象，它就是一个器中的水作为研究对象，它就是一个敞开系统。其实，我们每一个人就是敞开系统。其实，我们每一个人就是一个典型的敞开系统。一个典型的敞开系统。 第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定

3、律2.2 基本概念基本概念物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.2 基本概念基本概念O5热、功和热力学能（内能）热、功和热力学能（内能） 当系统的状态发生变化并引起系统的能当系统的状态发生变化并引起系统的能量发生变化时。系统与环境之间交换能量的量发生变化时。系统与环境之间交换能量的形式有两种，也形式有两种，也只有两种只有两种：热热和和功功。（1）热）热 由于温度不同而在系统与环境由于温度不同而在系统与环境之间传递的能量。之间传递的能量。 系统放热系统放热 (-)系统吸热系统吸热 (+)Q物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.2 基本概念基本概念（2

4、2）功功 在热力学中，把除热以外在系统与环境之间所传递的其在热力学中，把除热以外在系统与环境之间所传递的其他所有形式的能量叫做功他所有形式的能量叫做功 。W 0 , 环境对系统做功环境对系统做功 WCV,m2.T,CP,m Cp,m=a+bT+cT2 Cp,m=a+bT+cT-2 (2-20) Cp,m=a+bT+cT2+dT3式中式中a,b,c,c ,d 均为均为常数，在查手册时，常数，在查手册时，要注意手册上所使要注意手册上所使用的公式以及温度用的公式以及温度范围范围第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.7 热容及恒容或恒压变温过程热容及恒容或恒压变温过程 U 和和 H 的计算的计

5、算 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 右图给出了状态方程和过程方程的右图给出了状态方程和过程方程的pV图示：图示： 状态方程是一个面，而过程方程仅状态方程是一个面，而过程方程仅是面中的一条线。图中分别标出了等温是面中的一条线。图中分别标出了等温线和绝热。线和绝热。如果要你在面上标出等压线如果要你在面上标出等压线或等容，你会画吗？或等容，你会画吗？ 从图上可以看出，绝热线斜率的绝从图上可以看出，绝热线斜率的绝对值大于等温线，对值大于等温线，为什么？为什么？证明如下：证明如下：物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力

6、学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 根据等温方程和绝热，在相同的体积时根据等温方程和绝热，在相同的体积时1adpV1isopV,也即也即isoadpp又因为又因为 1 , 所以所以11VV或或TisoTad 请证明：请证明：从同一始态出发，可逆绝从同一始态出发，可逆绝热过程和不可逆绝热过程不可能到达相热过程和不可逆绝热过程不可能到达相同的终态。同的终态。物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.9 实际气体的节流膨胀实际气体的节流膨胀 1. 焦耳焦耳-汤姆逊实验汤姆逊实验节流膨胀及其热力学特征节流膨胀及其热力学特征 (1)什么叫节流膨胀？什么叫节流

7、膨胀？ 焦耳关于低压气体自由膨胀实验不够精确。为了能较好地观察焦耳关于低压气体自由膨胀实验不够精确。为了能较好地观察实际气体在膨胀时所发生的温度变化，实际气体在膨胀时所发生的温度变化，1852年汤姆逊（年汤姆逊（W.Thomson）和焦耳进行了另外一个实验和焦耳进行了另外一个实验 始、终态压力分别保持恒定条件下的绝热膨胀过程称为始、终态压力分别保持恒定条件下的绝热膨胀过程称为“节流膨胀节流膨胀”。 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.9 实际气体的节流膨胀实际气体的节流膨胀 (2)节流膨胀的热力学分析和特征节流膨胀的热力学分析和特征在左边，环境对系统作功为在左边，环境对

8、系统作功为 iiiiiVpVpVpW)0(1右边膨胀区右边膨胀区, ,系统对环境所做的功为系统对环境所做的功为 fffffVpVpVpW)0(2在整个节流膨胀过程中系统所做的净功为在整个节流膨胀过程中系统所做的净功为 ffiiVpVpWWW21由于过程是绝热的，由于过程是绝热的，Q=0，因此，根据热力学第一定律有，因此，根据热力学第一定律有 ffiiifVpVpWUUU物理化学 课件iiifffVpUVpU 0H即即 或或 ifHH上述热力学推导证明，上述热力学推导证明，节流过程是一等焓过程节流过程是一等焓过程。 第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.9 实际气体的节流膨胀实际气体的节

9、流膨胀 O2. 焦耳焦耳-汤姆逊系数汤姆逊系数 J T()HTp(2-31) 等焓条件下表征系统温度随压力变化等焓条件下表征系统温度随压力变化称为称为焦耳焦耳-汤姆逊系数汤姆逊系数 ，是体系的强度性质。是体系的强度性质。物理化学 课件T，pi，ViT，pf，VfPath (1), pex=0, 自由膨胀自由膨胀Path(2), pex= 恒压恒压第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.2 基本概念基本概念 自由膨胀自由膨胀 WF=0 恒压膨胀恒压膨胀()tiVCexexfiVWpdVpVV CexWpV 很显然很显然FcWW物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.9

10、实际气体的节流膨胀实际气体的节流膨胀 状态状态3所处的温度就是该气体的转化温度。所处的温度就是该气体的转化温度。 ()HTpO图中的等焓线上任意一点的切线，图中的等焓线上任意一点的切线，就是该就是该p,T下的下的 值。值。J-T()0HTp 状态状态3的点为极值点的点为极值点J-T()0HTp 在状态在状态3的左侧有的左侧有J-T()0HTp 在状态在状态3的右侧有的右侧有 就上图而言，我们只能知道在等焓线上的温度、压力条件进行就上图而言，我们只能知道在等焓线上的温度、压力条件进行节流膨胀的值，要想知道某一气体在那些节流膨胀的值，要想知道某一气体在那些T、p范围内的是大于零，范围内的是大于零，

11、还是小于零，就需要在还是小于零，就需要在T-p图上画出该气体的转化曲线。图上画出该气体的转化曲线。 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.9 实际气体的节流膨胀实际气体的节流膨胀 4. 转化曲线转化曲线 选择选择不同的起始状态不同的起始状态 ，作，作若干条等焓线。若干条等焓线。iipT 将各条等焓线的极大值相连，将各条等焓线的极大值相连，就得到一条就得到一条红线红线，该，该红线红线将将T-pT-p图图分成两个区域。分成两个区域。 在在红线红线以左，以左， ，是，是致冷区致冷区，在这个区内，可以把气，在这个区内，可以把气体液化；体液化；J-T0红线红线以右，以右， ，是，是

12、致热区致热区，气体通过节流过程温度，气体通过节流过程温度反而升高。反而升高。J-T0物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.9 实际气体的节流膨胀实际气体的节流膨胀 显然，工作物质（即筒内的气显然，工作物质（即筒内的气体）不同，转化曲线的体）不同，转化曲线的T, p 区间也不区间也不同。同。 例如，例如，N2 的转化曲线温度的转化曲线温度高，能液化的范围大；高，能液化的范围大；图图2.8 N2、H2和和He气体的转化曲线气体的转化曲线而而 H2 和和 He 则很难液化。则很难液化。物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.3 热力学第一定律热力学第一定律

13、例题例题2.1 有一电炉丝浸于水中（如图）以未通电时为始态，通电有一电炉丝浸于水中（如图）以未通电时为始态，通电指定时间后为终态。如果按下列几种情况作体系，问指定时间后为终态。如果按下列几种情况作体系，问U，Q，W之值为正，为负还是为零？（假定电池在放电过程中没有热效应之值为正，为负还是为零？（假定电池在放电过程中没有热效应） (1) 以电池为体系以电池为体系;(2) 以水为体系以水为体系;(3) 以电阻丝为体系以电阻丝为体系;(4) 以水和电阻丝为体系以水和电阻丝为体系; (5) 以电池和电阻丝为体系以电池和电阻丝为体系; 物理化学 课件解：（解：（1）Q=0，W0，U0，W=0，U0 （3

14、）Q0，U0（通电指定时间后电阻丝（通电指定时间后电阻丝和水的温度均有所升高）和水的温度均有所升高） （4）Q=0，W0，U0 （5）Q0，W=0，UT2,r , 为什么？为什么？物理化学 课件例题例题2.7 1mol某双分子理想气体发生可逆膨胀：从某双分子理想气体发生可逆膨胀：从2dm3，106Pa恒温可逆膨胀到恒温可逆膨胀到5105Pa；从；从2dm3,106Pa绝热可逆膨胀到绝热可逆膨胀到5105Pa。 (1)试求算过程和的试求算过程和的W，Q，U和和H； (2)大致画出过程和在大致画出过程和在p-V图上的形状；图上的形状； (3)在在p-V图上画出第三个图上画出第三个过程将上述两过程的

15、终态过程将上述两过程的终态相连，试问这第三个过程相连，试问这第三个过程有何特点（是定容还是定有何特点（是定容还是定压）？压）？解：首先画出框图解：首先画出框图第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 （1) 因为是理想气体恒温过程因为是理想气体恒温过程 所以所以 0, 0HU2112lnlnVpWQnRTRTVp 6361 115210ln2.0 1010 ln5 101.386pVpRRpkJ kJQ386. 1631102 10

16、240.68.314pVTKR 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 11113311313pT pT pTTp，11313pTTp0.461.4510240.65 10240.6 0.820197.3K对于双原子对于双原子IG，4 . 1,31()V mWUnCTT JR9006 .2403 .19725H= nCp,m(T3-T1) =7/2R(197.3-240.6) =-1260J（2） 110V1V2V / m3p105 / Pa恒温可逆绝热可逆恒压过程（3）等压过程等压过程物理化学 课件第一章第一章 热力学第一

17、定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 例例2.8 在带活塞的绝热容器中有在带活塞的绝热容器中有4.25mol的某固体物质的某固体物质A及及5mol某单某单原子理想气体原子理想气体B，由温度，由温度T1=400K，压力，压力p1=200kPa的始态经可逆膨的始态经可逆膨胀到末态胀到末态p2=50kPa。试求：（。试求：（1）系统的末态温度）系统的末态温度T2；（2）以）以B为系统时，过程的为系统时，过程的W,Q, U, H。已知物质已知物质A的的Cp,m=24.454J mol K-1.解（解（1）过程的框图如下）过程的框图如下A+BnA=4.25molnB=5

18、molT1=400Kp1=200kPaA+BnA=4.25molnB=5molT2=?Kp1=50kPaQr=0物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 A+BnA=4.25molnB=5molT1=400Kp1=200kPaA+BnA=4.25molnB=5molT2=?Kp1=50kPaQr=0解（解（1）过程的框图如下）过程的框图如下将将A和和B看作为系统时，看作为系统时，该过程为一绝热过程。该过程为一绝热过程。同时对固体作如下假设：同时对固体作如下假设： V固固 0；Cp,m,A C v,m,A Qr=0 , dU=

19、W =- pexdV 即即 (nACv,m,A+nBCv,m,B)dT=(- nBRT/V)dV(nACv,m,A+nBCv,m,B)ln(T2/T1)=- nBRln(V2/V1) = nBRln(p2/p1)- nBRln(T2/T1)物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 2B2B21Av,m,ABv,m,BB1A,m,ABv,m,B1ln = ln=ln(+R)(+)5 8.31450ln0.27734.25 24.4545 (5 8.314/2)200pTn Rpn RpTn Cn Cnpn Cn Cp 2 = 4

20、00exp(-0.2773)K=303.15KTBBv,m,B215 3 8.314=(- )=(303.15-400)J=-6.039kJ2Un CT T (2)当以理想气体当以理想气体B为系统时为系统时BBp,m,B215 5 8.314=(- )=(303.15-400)J=-10.07kJ2Hn CT T 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 QB=-QA=- UA(s)=-nACv,m,A(T2-T1) -nACp,m,A(T2-T1) =-4.25 24.454 (303.15-400)J=10.07kJW=

21、UB-QB=(-6.039-10.07)kJ=-16.11kJ物理化学 课件思考题第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 思考题绝热过程绝热过程AB，CD，等温过程，等温过程DEA，和任意过程，和任意过程BEC，组成，组成一循环过程，如果图中一循环过程，如果图中ECD所所包围的面积包围的面积70J，EAB所包围所包围的面积的面积30J，DEA过程中系统过程中系统放热放热100J，则整个循环过程，则整个循环过程ABCDEA系统对外做功？系统对外做功？BEC过程中系统从外界吸热为？过程中系统从外界吸热为？思考题思考题物理化学 课件第一章第一章

22、 热力学第一定律热力学第一定律2.8 2.8 理想气体的绝热过程理想气体的绝热过程 根据热力学第一定律根据热力学第一定律 U=W+Q=0 即即 W+ Q = W+ Q吸吸 + Q放放 =0 Q吸吸= -W - Q放放 =40+100 =140JW=WABECD(膨胀功膨胀功）- WDEA (压缩功）压缩功） =（-70+30）J= -40J物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 H2O（l） 100101325PaH2O（g）100101325Pa140.637vapmHkJ molmvapmconHH例：例： 22(H O, )(H O, )gvapm

23、lmmmHHHgHl 140.637kJ mol140.637kJ molconmH 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 例例2.8 在在100的恒温槽中有容积恒定为的恒温槽中有容积恒定为50dm3的真空容器，容的真空容器，容器内底部有一小玻璃瓶，瓶中有液体水器内底部有一小玻璃瓶，瓶中有液体水50g，现将小瓶打破，水，现将小瓶打破，水蒸发至平衡态，求过程的蒸发至平衡态，求过程的Q，W，U和和。已知：。已知：100时水时水的饱和蒸气压为的饱和蒸气压为101.325kPa，在此条件下，在此条件下 12(H O)40.668kJ molglmH物理化学 课

24、件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 解：首先画出过程框图解：首先画出过程框图T1=100p1=101325PaH2O（l）,50gV=50dm3 ,p2=101325PaT2=T1n H2O(g)H2O（l,50/18-n） n=? 真真 空空 p p环环=0=0 V=50dm33101325 50 101.6338.314 373pVnmolRT1.633 40.66866.410()mexHn HkJWpVUQHpV 21()glHp VpV (V1的体积忽略不计的体积忽略不计) 物理化学 课件2gUHp V kJnRTH34.6110373314. 863

25、3. 141.663第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 例例2.9：在带活塞的：在带活塞的绝热容器绝热容器中，有温度为中，有温度为-20的过冷水的过冷水1kg。环境。环境压力维持在恒定压力压力维持在恒定压力100kPa不变。已知在不变。已知在100kPa下水的凝固点为下水的凝固点为0，在此条件下冰的比熔化焓为，在此条件下冰的比熔化焓为333.3J/g，过冷水的比定压热容为，过冷水的比定压热容为4.184J/ g K。求当过冷水失稳结冰后的末态时的冰的质量。求当过冷水失稳结冰后的末态时的冰的质量。 解解（1）相变焓定义相变焓定义是同一物质恒温恒压下在两个热力学稳定相

26、是同一物质恒温恒压下在两个热力学稳定相之间的相变焓，而该题中，始态为一之间的相变焓，而该题中，始态为一亚稳态亚稳态。 对于凝聚相而言，当忽略亚稳态与热力学平衡态的差异时，也对于凝聚相而言，当忽略亚稳态与热力学平衡态的差异时，也近似地将近似地将亚稳态亚稳态到平衡态间的相变焓按热力学稳定态处理。到平衡态间的相变焓按热力学稳定态处理。物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 解题之前首先要回答的问题是：末态是冰？是水？还是冰水？解题之前首先要回答的问题是：末态是冰？是水？还是冰水？首先大致考虑首先大致考虑1kg过冷的亚稳态水是否会全部结成过冷的亚稳态水是否会全部

27、结成0的冰。的冰。 Q放热放热Q吸热吸热放热：放热：51000 333.33.333 10 J吸热：吸热：41000 20 4.1848.3680 10 J 不需要全部过冷水结成冰，只需部分过冷水结成冰，不需要全部过冷水结成冰，只需部分过冷水结成冰，就能将体系的温度升至就能将体系的温度升至0。所以终态将是在。所以终态将是在0s-l平衡平衡共存。共存。物理化学 课件12121000 (4.184)0( 20)83.680( 333.3)01000 (4.184) 20251.1333.3HkJHxHHxg (2) 画出过程变化框图。设有画出过程变化框图。设有x g过冷水凝聚成冰。过冷水凝聚成冰。

28、1000g H2O（l） T2=0 x H2O（s）（1000-x）H2O（l）T2=0 1000g H2O（l）T1=200HQP（绝热绝热） H1 H2 第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 例题例题.10 水在水在T1=100时的饱和蒸气压时的饱和蒸气压p1=100kPa，在，在T2=80时的饱和蒸时的饱和蒸气压气压p2=47360Pa。已知，。已知， ，求，求12(H O,373.15)40.668kJ molglmHK2(H O,353.15)glmHKO解：设计过程框图如下：

29、解：设计过程框图如下： H2O（l）T2=80p2=47360PaH2O（g）T2=80p2=47360PaH2O（l）T2=80p1=101325PaH2O（g）T1=100p2=47360PaH2O（l）T1=100p1=101325PaH2O（g）T1=100p1=101325Pa)353(KHmvap)373(KHmvap1H2H5H4H物理化学 课件对于液态水的恒温变压过程对于液态水的恒温变压过程 可忽略不计。可忽略不计。1H第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.10 相变焓相变焓 气相气相H2O（g）低压下的恒温变压过程的）低压下的恒温变压过程的 也可忽略不计也可忽略不计(

30、why?)。同时假设。同时假设 不随温度变化，则不随温度变化，则4H,2(H O)p mCHm(353K)= H2+vapHm(373K)+H5)353(KHmvap)373(KHmvapdTlCgCTTmpmp21)()(,= +dTTT21310)29.7558.33(668.403140.66841.71 10 (80 100)41.502kJ mol,vapmTH 可以推测，在临界状态，应该有可以推测，在临界状态，应该有 =0vapmH物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.11 热化学热化学 例题例题2.12 正庚烷的燃烧反应为正庚烷的燃烧反应为C7H16（l）+

31、11O2（p，g）=7CO2（p，g）+8H2O（l）25时，在弹式量热计中时，在弹式量热计中1.2500g正庚烷充分燃烧所放出的热为正庚烷充分燃烧所放出的热为60.089 kJ。试求该反应的恒压反应热效应。试求该反应的恒压反应热效应(298K)。 解：正庚烷的摩尔质量解：正庚烷的摩尔质量M=100gmol-1，反应前的物质的量为，反应前的物质的量为 1.2500(0)0.0125mol100n物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.11 热化学热化学 由于充分燃烧，反应后物质的量由于充分燃烧，反应后物质的量n=0，所以反应进度：，所以反应进度： (0)00.01250.0

32、125mol1nn在弹式量热计中反应为恒容反应，故在弹式量热计中反应为恒容反应，故 60.089kJrU 60.0890.0125rrmUU=4807 kJmol-1 7 114ggn rmrmgHURT =（480748.31410-3298）= -4817kJmol-1 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.12 标准摩尔反应焓的计算标准摩尔反应焓的计算 例例2.15 计算计算1000K温度下，下列反应的标准摩尔焓温度下，下列反应的标准摩尔焓 2MgO(s)+Si(s) SiO2+2Mg(g)已知已知MgO(s)及及SiO2 (s)的的 分别为分别为-611.282及

33、及-85.077kJ mol-1,金属镁的摩尔升华焓近似取金属镁的摩尔升华焓近似取151.126 kJ mol-1，各，各物质的定压摩尔热容（物质的定压摩尔热容（ ）分别为：）分别为：(291 )fmHK11J molK物理化学 课件Mg(g): MgO(s)：11253,10732. 810008. 544.45KmolJTTCmpSi(s)：11253,10226. 410582. 202.24KmolJTTCmpSiO2(s)：11253,10092.1010451.3648.45KmolJTTCmp11,79.20KmolJCmp第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.12 标准

34、摩尔反应焓的计算标准摩尔反应焓的计算 分析：由题意可知，反应过程中有相变化发生分析：由题意可知，反应过程中有相变化发生物理化学 课件解：过程框图如下解：过程框图如下: :第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.12 标准摩尔反应焓的计算标准摩尔反应焓的计算 1H2MgO(s)+ Si(s) 1000K标准态，标准态标准态，标准态2MgO(s)+ Si(s) 291K 标准态，标准态标准态，标准态2Mg (g) + SiO2(s) 1000K标准态，标准态标准态，标准态2Mg (s) + SiO2(s) 291K标准态，标准态标准态，标准态2Mg(g)291K,(1000)rmHK(291

35、 )rmHK3H4H5H2H12345(1000)rmHKHHHHH 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.12 标准摩尔反应焓的计算标准摩尔反应焓的计算 12345(1000)rmHKHHHHH 29835211000245.445.008 108.732 10dKKHTTT298352100024.022.582 104.221 10dKKTTT3225112.59811114.9(291 1000)10 (2911000 ) 21.685 10 ()2291 100081.464 5.765 5.28281.947kJ mol291321000114.9 12.59

36、8 1021.685dKKTTT1285.0772 611.2821137.487kJ molH 物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.12 标准摩尔反应焓的计算标准摩尔反应焓的计算 设忽略温度对升华热的影响设忽略温度对升华热的影响32 151.126302.252KJH142 20.79(1000291)29.480kJ molH1000352529145.4836.451 1010.092 10dKKHTTT163.173kJ mol(1000 )81.947 1137.487302.25229.48063.173rmHK-11450.45kJ mol物理化学 课件第

37、一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.13 绝热反应绝热反应非等温反应非等温反应 例例2.16：甲烷（甲烷（ ）与理论量二倍的空气混合，始态温度）与理论量二倍的空气混合，始态温度25，在常压（，在常压（ ）下燃烧，求燃烧产物所能达到的最高）下燃烧，求燃烧产物所能达到的最高温度。设空气中的摩尔分数为温度。设空气中的摩尔分数为0.21，其余均为氮气。，其余均为氮气。4CH ,g100pkPa解：（解：（1）假设燃烧）假设燃烧1molCH4 ，则根据化学反应方程式，则根据化学反应方程式4222CH2OCO2H O理论需要理论需要O2量：量：2mol 实际用实际用O2量：量： 42 2mol4mol:19.05mol0.21空气22(4molO15.05molN )物理化学 课件第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律2.13 绝热反应绝热反应非等温反应非等温反应 （2）过程框图如下：）过程框图如下：1molCH4+4molO2+15.05molN2T0=298.15K1molCO2+2molH2O(g)+2molO2+15.05molN2 T 1molCO2+2molH2O(g)+2molO2+15.05mo