1、1關于可逆過程與可逆過程體積功現在學習的是第一頁，共33頁2(1)物質的恒容變溫過程物質的恒容變溫過程 單純單純pVT變化變化過程中過程中 計算計算 TUTQn1CVVV mm,d 21dm,TTVTCnU 21dm,TTVVTCnQ封閉系統，封閉系統，dV=0,W =0,單純單純pVT變化變化HUQQpV 、忽略體積對忽略體積對U的影響的影響非恒容過程非恒容過程 恒容過程恒容過程 = *對理想氣體：對理想氣體：W =0，單純單純pVT變化變化 *對液體和固體：對液體和固體：現在學習的是第二頁，共33頁3(2) 物質的恒壓變溫過程：物質的恒壓變溫過程： 21dm,TTpTCnH 21dm,TT

2、ppTCnQ THTQn1Cppp mm,d 封閉系統，封閉系統，dp=0,W=0,單純單純pVT變化變化恒壓過程恒壓過程 = *對理想氣體：對理想氣體：W =0，單純單純pVT變化變化 *對液體和固體：對液體和固體：非恒壓過程非恒壓過程 p變化不大時，忽略壓力對變化不大時，忽略壓力對H的影響的影響現在學習的是第三頁，共33頁41. 可逆過程與不可逆過程可逆過程與不可逆過程2. 可逆過程體積功的計算公式可逆過程體積功的計算公式VpWVVdr213. 理想氣體恒溫可逆過程理想氣體恒溫可逆過程12lnVVnRTWr 12lnppnRTWr 4. 理想氣體絕熱可逆過程理想氣體絕熱可逆過程 11212

3、VVTT 111212 ppTT 2211VpVp 現在學習的是第四頁，共33頁55. 絕熱可逆過程體積功的計算絕熱可逆過程體積功的計算UWr )VV(VpVVVpVV 111200001d121方法二方法二:)(d12m,m,21TTCnTCnUVTTV 0 QWQU VpWrd 21d00VVVVVp VVnRTVVd21 方法一：方法一：由絕熱可逆過程方程求出終態溫度由絕熱可逆過程方程求出終態溫度T2，再求體積功，再求體積功.現在學習的是第五頁，共33頁6恒容過程恒容過程(dV= 0)恒壓過程恒壓過程(dp= 0)恒溫可逆過程恒溫可逆過程 (dT= 0,可逆可逆)自由膨脹過程自由膨脹過程

4、 (p環環=0)絕熱可逆過程絕熱可逆過程 ( Qr = 0)常見常見pg單純單純pVT變化過程：變化過程：恒溫不可逆過程恒溫不可逆過程 (dT= 0)絕熱不可逆過程絕熱不可逆過程 ( Q = 0) Q W U H=0=0=0=0=0=0=0=0恒溫自由膨脹過程恒溫自由膨脹過程 (p環環=0)=0=0=0=0現在學習的是第六頁，共33頁7K15.298) l (OH12 TkPa325.101K15.373)g(OH222 pTkPa167. 31 p 21dm,TTVTCnU 21dm,TTpTCnH =相變相變過程過程現在學習的是第七頁，共33頁8 恒容反應熱恒容反應熱恒壓反應熱恒壓反應熱化

5、學反應熱化學反應熱化學反應化學反應不可逆相變不可逆相變可逆相變可逆相變相變焓（潛熱）相變焓（潛熱）相變相變顯熱顯熱變化變化單純單純pVQQpVTQ.現在學習的是第八頁，共33頁9 2.5 相變過程熱的計算相變過程熱的計算 (1)相的定義相的定義: 系統內性質完全相同且均勻的部分稱為相。系統內性質完全相同且均勻的部分稱為相。1. 相及相變相及相變(2)相變相變:物質從一相轉移至另外一相物質從一相轉移至另外一相,稱為相變。稱為相變。 氣相氣相升華升華(sub)凝華凝華凝固凝固熔化熔化(fus)固相固相固相固相晶型晶型轉變轉變(trs)凝結凝結蒸發蒸發(vap)液相液相 (3)常見相變常見相變:現在

6、學習的是第九頁，共33頁102. 相變分類相變分類(1)可逆相變：在指定溫度及該溫度可逆相變：在指定溫度及該溫度對應的平衡壓力對應的平衡壓力下所發生的下所發生的相變，叫可逆相變。相變，叫可逆相變。 例：例： kPa167. 3C25)g(OH2 kPa167. 3C25) l (OH2 可逆相變條件：可逆相變條件： dp=0, dT=0 , p =f(T)可逆相變的判斷：可逆相變的判斷：熔點、沸點、凝固點熔點、沸點、凝固點液體在某溫度下的飽和蒸氣壓液體在某溫度下的飽和蒸氣壓固體在某溫度下的飽和蒸氣壓固體在某溫度下的飽和蒸氣壓kPa325.101C100)g(OH2 kPa325.101C100

7、) l (OH2 現在學習的是第十頁，共33頁11kPa325.101C25)g(OH2 kPa325.101C25) l (OH2 (2)不可逆相變：指定溫度，非平衡壓力下所發生的相變叫不可逆相不可逆相變：指定溫度，非平衡壓力下所發生的相變叫不可逆相變。變。 或者相變前后溫度、壓力改變。或者相變前后溫度、壓力改變。 例：例： kPa325.101C5) s (OH2 kPa325.101C5) l (OH2 kPa325.101C110)g(OH2 kPa325.101C5) s (OH2 現在學習的是第十一頁，共33頁123. 相變焓（可逆相變焓）相變焓（可逆相變焓）根據可逆相變條件根據可

8、逆相變條件: dp=0,dT=0mH BBmpHnHQQ 1mol純物質純物質發生發生可逆相變可逆相變時與環境交換的熱叫摩爾相變熱，也稱時與環境交換的熱叫摩爾相變熱，也稱為摩爾相變焓為摩爾相變焓.(1)定義定義:現在學習的是第十二頁，共33頁13mslmfusmlsHHH (2)相變的標記法及摩爾相變焓之間的相互關系相變的標記法及摩爾相變焓之間的相互關系:msgmsubmgsHHH mlgmvapmglHHH lBsB glBB gsBB現在學習的是第十三頁，共33頁144. 相變焓與溫度的關系相變焓與溫度的關系)(TfHm 相變相變例：例：B物質物質，在在T1，p1時有時有 vapHm(T1

9、) 在在T2，p2時有時有 vapHm(T2) vapHm(T1) vapHm(T2)的關系？的關系？現在學習的是第十四頁，共33頁15設計過程：設計過程：B(l), 1molT2 , p2B(g), 1molT2 , p2 vapHm(T2)B(l), 1molT1 , p1B(g), 1molT1 , p1 vapHm(T1) Hm(l) Hm(g)現在學習的是第十五頁，共33頁16 vapHm(T2) = Hm(l) + vapHm(T1) + Hm(g)m mm mm m( (l l) )( (l l) )d d( (l l) )d d( (g g) )( (g g) )d dTTp,

10、p,TTTp,THCTCTHCT 122121v va ap pm mv va ap pm mm mm m( () )( () )( (g g) )( (l l) ) d dTp,p,THTHTCCT 2121現在學習的是第十六頁，共33頁17( ( ) )( ( ) ) d dTmmp,mTH TH TCT 2121通式：通式：由由T1的相變焓計算的相變焓計算T2的相變焓的相變焓m mm mm m( ( ) )( ( ) )p,p,p,CCC 忽略壓力對相變焓的影響忽略壓力對相變焓的影響現在學習的是第十七頁，共33頁18例例7：已知下列熱力學數據：已知下列熱力學數據：112,KmolJ59.

11、75l)O,(H mpC試求：水在試求：水在25的摩爾蒸發焓。的摩爾蒸發焓。 100水的摩爾蒸發焓為水的摩爾蒸發焓為40.63kJmol-1112,KmolJ795.33g)O,(H mpCkPa167. 3K15.298O(l)H112 pTH kPa167. 3K15.298O(g)H112 pT)C(Hnmvap 25 現在學習的是第十八頁，共33頁19kPa167. 315.298O(l)H112 pKTH 3H kPa325.10115.373O(g)H222 pKTkPa325.10115.373O(l)H222 pKT2H 1H 21d)(,TTlmpTCn 12d)(,TTgm

12、pTCn)C(Hnmvap 100 試求：試求：25 水的摩爾蒸發焓。水的摩爾蒸發焓。 kPa167. 315.298O(g)H112 pKT)C(Hnmvap 25 321HHHH 現在學習的是第十九頁，共33頁20J9 .5668d21)(,1 TTlmpTCnH J0 .2535d12)(,3 TTgmpTCnH kJ63.4063.401)100(2 CHnHmvap J1073.433321 HHHH 13molJ1076.431)25( HnCHmvap 現在學習的是第二十頁，共33頁21例例8： 求壓力求壓力 101.325 kPa 下，下，1 kg - 20 的過冷水凝固的過冷

13、水凝固為同溫同壓的冰的過程的為同溫同壓的冰的過程的Q、W、U、H。已知水的正常凝固點為已知水的正常凝固點為 0 ， 在此條件下冰的熔化焓為在此條件下冰的熔化焓為 5999.4 J mol-1 ，過冷水的定壓摩爾熱容為過冷水的定壓摩爾熱容為 75.312 J mol-1 K-1 冰的定壓摩爾熱容為冰的定壓摩爾熱容為 37.604 J mol-1 K-1。5. 不可逆相變過程熱的求解不可逆相變過程熱的求解設計過程設計過程 n H2O (s) T1 =253.15Kn H2O ( l ) T1 =253.15K H平衡相變平衡相變pVT pVT 變化變化現在學習的是第二十一頁，共33頁22321HH

14、HH n H2O (s) T1 =253.15Kn H2O ( l ) T1 =253.15K H1p=101.325kPa解：解：n H2O ( l ) T2 = 273.15 Kn H2O ( s ) T2 = 273.15 K H2 H 21d)(,TTlmpTnC)C(Hnmsl 0 )H(nmls 12d)(,TTmpTsnC現在學習的是第二十二頁，共33頁23 n H2O (s) T1 =253.15Kn H2O ( l ) T1 =253.15K H1 H3n H2O ( l )T2=273.15Kn H2O ( s ) T2=273.15K H2 HkJ786.41d)(12,

15、3 TTmpTsnCH kJ327.333)()0(2 mlsmslHnCHnH kJ687.83d21)(,1 TTlmpTnCH kJ43.291 H mol5655.Mmn p=101.325kPa現在學習的是第二十三頁，共33頁24W= - p外外 V 0 H = U+ (pV) (pV) = p 0Q = Qp= H = -291.43kJ U H = -291.43kJ Q、W、U、Hp=101.325kPa n H2O (s) T1 =253.15Kn H2O ( l ) T1 =253.15K H1 H3n H2O ( l )T2=273.15Kn H2O ( s ) T2=2

16、73.15K H2 H現在學習的是第二十四頁，共33頁25 求求2mol水蒸氣于水蒸氣于10、85kPa下凝結為液體水過程的下凝結為液體水過程的Q、W、 H 及及 U。已知已知100、101.325kPa下水的下水的 vapHm=40.63kJmol-例例9kPa8515.283O(g),2molH112 pKTH kPa325.10115.373O(g),2molH222 pKTkPa325.10115.373O(l),2molH222 pKT2H kPa8515.283O(l),2molH112 pKT3H 1H 現在學習的是第二十五頁，共33頁26J.d)(12,3 TTmpTlnCH

17、J.)(2 mvapmlgHnHnH J.d21)(,1 TTgmpTnCH 321HHHH gVpHpVHU WUQ- kPa8515.283O(g),2molH112 pKTH kPa325.10115.373O(g),2molH222 pKTkPa325.10115.373O(l),2molH222 pKT2H kPa8515.283O(l),2molH112 pKT3H 1H W= - p外外 VHQQp 或者：或者：現在學習的是第二十六頁，共33頁27已知已知100、101.325kPa下水的下水的 vapHm=40.67kJmol-，水蒸氣與液體水的摩爾體積分別為水蒸氣與液體水的摩

18、爾體積分別為Vm(g)=30.19 dm3mol-,Vm(l)= 18.0010-dm3mol-1試計算下列兩過程的試計算下列兩過程的Q、W、 H 及及 U。 (1)1mol液體水于液體水于100、101.325kPa下可逆蒸發為水下可逆蒸發為水蒸氣；蒸氣； (2)1mol液體水在液體水在100恒溫下于真空容器中全部蒸發為蒸恒溫下于真空容器中全部蒸發為蒸氣，而且蒸氣的壓力恰是氣，而且蒸氣的壓力恰是101.325kPa。例例10現在學習的是第二十七頁，共33頁28kPa325.10115.373O(g)H2 pKTkPa325.10115.373O(l)H2 pKTHCHmvap )100(kJ

19、63.4063.401)100( CHnHmvap kJ10. 3 VpW 外外kJ63.40 HQQp (1) 100、101.325kPa下可逆蒸發下可逆蒸發 lgVVpHpVHU kJ53.37 kJ63.40 W-UQ現在學習的是第二十八頁，共33頁29kPa325.10115.373O(g)H222 pKT 11215.373O(l)HpKTHp 0外外01 H 1H kPa325.10115.373O(l)H2 pKT2H kJ63.402 mvapHnH kJ63.4021 HHH (2) 100下向真空蒸發下向真空蒸發現在學習的是第二十九頁，共33頁30kPa325.10115.373O(g)H222 pKT 11215.373O(l)HpKTHp 0外外1H kPa325.10115.373O(l)H2 pKT2H 0 VpW外外kJ53.37 UQ 12Vp-VpHU12 kJ53.37 U 、W 、Q現在學習的是第三十頁，共33頁31例例11 已知已知100、101.325kPa下水的下水的 vapHm=40.63kJmol-1, 0、101.325kPa下冰的下冰的 fusHm=6.02kJmol-1。冰、水、水蒸氣的。冰、水、水蒸氣的平均摩爾