ch热一律对理气单纯状态变化过程的应用学习教案

1、2022/5/96热力学第一定律对单纯状态变化(binhu)过程的应用前面的内容，我们学习了热力学第一定律，学习了有关内能、焓、功、热等基本的计算(j sun)，这一章的中心问题就是应用热一律讨论计算(j sun)各类过程的热功问题、内能改变U、焓变H的问题。下面我们分别三大类过程，归纳各类过程中这些量的计算(j sun)，有些计算(j sun)我们已讨论过了，课堂概括，课下自行小结。一热一律对理气单纯状态变化(binhu)过程的应用如何计算过程中的Q, W, 体系U及H？结合例题及作业题应自行小结在笔记本上第1页/共13页第一页，共14页。任意(rny)过程:)(12,TTnCHmp2112

2、,lnlnppnRTVVnRTWTr恒温(hngwn)过程:0HU21VVdVpW环WQ3恒温(hngwn)可逆过程:绝热过程:0Q)(12,TTnCWUmV)(12,TTnCUmV21VVdVpW环WUQ)(12,TTnCHmpTnRUVpVpUpVUH)(112221VVdVpW)(12,TTnCHmp0HUWQ第2页/共13页第二页，共14页。绝热可逆过程:0Q)(12,TTnCWUmV)(12,TTnCHmp)11(1111211,rrrarVVrVpW恒压过程(guchng):)(12,TTnCHQmpPTnRVpVpVVpdVpWVV112212)(21环环)(12,TTnCUmV

3、恒容过程(guchng):0W)(12,TTnCUQmVV)(12,TTnCHmp恒外压过程(guchng):)(12,TTnCUmV122212)(21VpVpVVpdVpWVV环环)(12,TTnCHmpWUQ第3页/共13页第三页，共14页。例1 1mol单原子(yunz)理想气体从始态200kPa, 先绝热可逆膨胀到50kPa, 再恒温可逆压缩到末态300K, 200kPa。求始态温度T及整个过程的Q、W、U及H。kPap？Tmol200111单原子理想气体kPapKTmol50300122单原子理想气体kPapKTmol200300133单原子理想气体绝热可逆膨胀(png zhng)

4、解：恒温(hngwn)可逆压缩由绝热过程方程：rrrrpTpT122111352325RRKT8 .4451kJTTnCUmV05. 3)(13,kJTTnCHmP22. 4)(13,kJVVnRTWQ46. 3)ln(23222kJQQ46. 32kJQUW43. 0第4页/共13页第四页，共14页。二固、液体(yt)物质恒压或恒容过程在实际应用中，固、液体物质的单纯状态(zhungti)变化过程大多为恒压过程，比如恒压下的加热、冷却。那么21,TTmppdTnCHQ212)(TTdTcTbTanTnCmp,0VpW环HU恒容过程，恒容下的加热(ji r)冷却21,TTmVVdTnCUQ三物

5、质的混合过程固液物质绝热恒压条件下的混合过程 （通过实例讨论：）20222022年年5 5月月9 9日星期一日星期一6 6时时1111分分3535秒秒UH0W第5页/共13页第五页，共14页。112,37.75),(KmolJlOHCmpKTlOHgkPa353)(36325.10112KTlOHgkPa293)(18325.1011222)(36325.101TlOHgkPa22)(18325.101TlOHgkPa0dp0Q例36g 80的水与18g 20 的水相混合(hnh)，求终温及两部分水各自焓变。解:两部分水混合的速度很快，可近似看作为与环境无交换(jiohun)，即整个体系过程为

6、恒压绝热过程第6页/共13页第六页，共14页。0QHQp0HQp021HH0)()(21212TTTT11223TTTKT3332绝热恒压且无非(wfi)体积功)(212,1121TTCdTCnHmpTTmp)(12,2221TTCdTCnHmpTTmp0)()(212,12,TTCTTCmpmp第7页/共13页第七页，共14页。)353333(,11mpCnH)293333(,22mpCnH例在绝热容器例在绝热容器(rngq)中向中向1g 50kg, 0 的冰，计的冰，计算体系末态温度及冰与水的熵、焓变。已知冰的比熔化算体系末态温度及冰与水的熵、焓变。已知冰的比熔化焓焓fus h= Jg-1

7、已知水的平均(pngjn)比定压热容11184. 4KgJCp第8页/共13页第八页，共14页。二者的混合,整个(zhngg)体系为绝热恒压过程0HQp设体系(tx)的末态温度为T2便有0321HHH水的降温(jing wn)冰的熔化熔化后水的升温0)()(1222121TTCmhmTTCmpmfuspCtKT21.3836.31122水的焓变冰的焓变)(12,11TTCmHmp32HHH解:第9页/共13页第九页，共14页。例在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板例在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为的两侧分别为0，100kPa 2mol单分子理气单分子理气A与与150 ,

8、 100kPa 5mol双原子理气双原子理气B。活塞外的压力。活塞外的压力(yl)维持维持100kPa。将容器中的隔板抽去，使两种气体混合达到。将容器中的隔板抽去，使两种气体混合达到平衡。求末态温度及过程中的平衡。求末态温度及过程中的W, U。解：根据(gnj)题给条件，恒压绝热过程0HQp0BAHHH即0)()(12,12,TTBCnTTACnmpBmpAKT82.3892绝热过程(ju r u chn)()(12,12,TTBCnTTACnUWmVBmVAJ5542气体物质的绝热恒压混合过程第10页/共13页第十页，共14页。3气体(qt)物质的绝热恒容混合过程例在一密闭恒容绝热容器中有一

9、绝热隔板例在一密闭恒容绝热容器中有一绝热隔板( bn)，其，其两侧分别有两侧分别有2 mol 10的的 O2与与1 mol 20 N2，假设两气体，假设两气体均为理气，且均为理气，且 Cp,m 均为均为2JmolK-1。将隔板。将隔板( bn)抽抽掉，两种气体自动混合达到平衡态。求末态的温度过程中掉，两种气体自动混合达到平衡态。求末态的温度过程中的的 Q，W，U，H。KTOmol283212KTNmol283212222TOmol222TNmol此过程是一恒容绝热过程（对整个(zhngg)体系而言），且不作非体积功第11页/共13页第十一页，共14页。00WUQV且021UU21)(212,11TTmVmVTTCdTCnU21)(22,22TTmVmVTTCdTCnU0)()(212,12,TTCTTCmVmV0232 TTT293283232TKT2862)()(212,12,21TTCTTCHHHmpmp第12页/共13页第十二页，共14页。感谢您的观看(gunkn)！第13页/共13页第十三页，共14页。NoImage内容(nirng)总结17-11月-21。17-11月-21。第1页/共13页。第2页/共13页。求始态