2022年热力学第一定律基本概念和重点总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载本章内容：介绍有关热力学第肯定律的一些基本概念,热、功、状态函数,热力学第肯定律、热力学能 和焓,明确准静态过程与可逆过程的意义,进一步介绍热化学；第一节 热力学概论 热力学争论的目的、内容 热力学的方法及局限性 热力学基本概念 一热力学争论的目的和内容 目的：热力学是争论热和其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科 学；内容：热力学第零定律、第肯定律、其次定律和本世纪初建立的热力学第三定律；其中 第一、其次定律是热力学的主要基础；把热力学中最基本的原理用来争论化学现象和化学有关的物理现象,称为化学热力学；化学

2、热力学的主要内容是：1. 利用热力学第肯定律解决化学变化的热效应问题；2. 利用热力学其次律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向和限度问题,建 立相平稳、化学平稳理论；3. 利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平稳的运算问题 二、热力学的方法及局限性 方法 ：以热力学第肯定律和其次定律为基础,演绎出有特定用途的状态函数,通过运算某变化过程的有关状态函数转变值,来解决这些过程的能量关系和自动进行的方向、限度；而运算状态函数的转变只需要依据变化的始、终态的一些可通过试验测定的宏观性质,并不涉及物质结构和变化的细节；优点：争论对象是大数量分子的集合体,争论宏观性质,所得结论具有统计意

3、义；只考虑变化前后的净结果,不考虑物质的微观结构和反应机理,简化了处理方法；局限性：1. 只考虑变化前后的净结果,只能对现象之间的联系作宏观的明白,而不能作微观的 说明或给出宏观性质的数据；例如：热力学能给出蒸汽压和蒸发热之间的关系,数值是多少；但不能给出某液体的实际蒸汽压的2. 只讲可能性,不讲现实性,不知道反应的机理、速率；三、热力学中的一些基本概念1. 系统与环境系统：用热力学方法争论问题时,第一要确定争论的对象,将所争论的一部分物质或空间, 从其余的物质或空间中划分出来,system；这种划定的争论对象叫体系或系统环境：系统以外与系统亲密相关的其它部分称环境 surrounding 留

4、意：1. 体系内可有一种或多种物质,随过程而变；可为单相或多相, 其空间范畴可以是固定或2. 体系和环境之间有分界,这个分界可以是真实的,也可以是虚构的, 既可以是静止的也可以是运动的；依据体系与环境的关系将体系区分为三种：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 孤立体系 隔离体系 isolated system： 体系与环境之间既无能量交换,又无物质交 换的体系；体系完全不受环境的影响,其中能量包括：热、功； 封闭体系 closed system ：与环境之间只有能量交换,没有物质交换； 放开体系

5、open system：与环境之间既有能量交换,又有物质交换；2.体系的性质 通常用体系的宏观可测性质来描述体系的热力学状态；这些性质称热力学变量；如：体 积、压力、温度、粘度、密度等；体系的性质分两类：广度性质和强度性质； 广度性质 容量、广延 ：其数值的大小与体系中所含物质的数量成正比,具有加和性；广度性质在数学上是一次奇函数；如：质量、体积、热力学能；强度性质： 其数值的大小与体系中所含物质的量无关,而取决于体系自身的特性,不具有加和性；强度性质在数学上是零次奇函数；如：温度、压力、密度、粘度等；二者之间的联系：某种广度性质除以质量或物质的量就成为强度性质或两个容量性质相除得强度性质；如

6、：体积是广度性质,它除以物质的量得到摩尔体积Vm = V / n ,Vm 是强度性质,它不随体系中所含物质的量而变； =m / v, 是强度性质,它不随体系中所含物质的量而变；3. 热力学平稳态 体系的诸性质不随时间而转变就系统就处于热力学平稳态；留意：经典热力学中所指的状态均指热力学平稳态；由于只有在热力学平稳态下,体系 的宏观性质才具有真正的确定值,体系状态才确定；热力学平稳态包括以下四个方面： 热平稳 thermal equilibrium ：体系的各个部分温度相等； 力学平稳 机械平稳, mechanical equilibrium ：体系各部分之间及体系与环境之间没 有不平稳的力存在

7、； 相平稳 phase equilibrium ：当体系不止一相时,各相组成不随时间而变化；相平稳 是物质在各相之间分布的平稳； 化学平稳 chemical equilibrium ：当各物质之间有化学反应时,达到平稳后,体系的 组成不随时间而变；4. 状态及状态函数 状态：体系一切性质的总和,或者体系一切性质的综合表达；状态函数：用于描述和规定体系状态的宏观性质,称状态函数或状态性质,也称热力学函数,热力 学性质；状态函数有如下特点： 是体系平稳状态的单值函数,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无 关 ； 其变化值仅取决于体系的始态和终态,而与变化的途径无关；状态函数的特性可描述为

8、：异途同归,值变相等；周而复始,数值仍原；体系的一些性质,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无关；它的变化值 仅取决于体系的始态和终态,而与变化的途径无关；具有这种特性的物理量称为状态函名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载数（ state function ）；用数学方法来表示这两个特点,就可以说,状态函数具有全微分性质,即其微小转变量 是全微分；全微分的环积分为零dX=X dx+ yX d x y全微分的线积分与路径无关. 如 X=fx,yxy. 全微分的二阶导数与求导次序无关如X=fy

9、,zdX=X dy+ zX dz yyzzX z yyX y zyz状态方程：体系状态函数之间的定量关系式称为状态方程（state equation ）对于肯定量的单组分匀称体系,状态函数T,p,V 之间有肯定量的联系；体会证明,只有两个是独立的,它们的函数关系可表示为：T= f（p,V）p= f（T,V）V= f（p,T）例如,抱负气体的状态方程可表示为：pV=nRT 5. 过程与途径过程：体系状态发生的任何变化；例如：气体的膨胀；水的升温；冰的融解；化学反应等；途径：实现某一过程经受的详细步骤；例如： 1molH2 抱负气体 在 298K 时的膨胀过程状态 1 状态 2 H2 2P 、V

10、H2 P 、2V 向真空膨胀 等温恒外压为 P 膨胀到 2V 先恒定 2P 加热到体积为 2V 再保持体积及不变放入 298K 的大恒温槽中在热力学争论中一般涉及到以下几个过程：等温过程：体系温度恒定不变的过程,在此过程中,T1 （始态）T2 终态 T 环等容过程：体系体积恒定不变的过程；dV=0 等压过程：体系压力恒定不变的过程,在此过程中, P1 （始态） P2 终态 P环名师归纳总结 绝热过程：体系与环境之间的能量传递只有功传递的过程；Q=0 第 3 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例如：系统被一绝热壁所包围或

11、体系内发生一极快的过程 等；可逆过程：将在后面争论；爆炸、压缩机内空气被压缩循环过程：体系由始态动身经受一系列变化过程又回到始态的过程；很明显经受一 循环过程后,体系的全部状态函数的增量均为零；U=0 恒外压过程： P 外=常数 自由膨胀过程：P 外=0 6. 热和功 热heat： 由于温度不同,而在体系与环境之间产生的能量传递；以 Q 表示；如：相变热、溶解热、化学反应热等；特点：热是一过程量,传递中的能量,而不是体系的性质,即不是体系的状态函数；热产生的微观缘由：热运动是一种无序运动,所以热量是体系和环境的内部质点因无序运动的平均强 度不同而交换的能量,而不是指物体冷热的“ 热”；取号规章

12、：由于能量传递具有方向性,所以用 Q 值的正负表示方向, 规定体系吸热Q 为正,Q 0, 反之 Q 为负, Q 0；单位：能量单位为焦耳 Joule,简写 J；功（ work ）：除热以外,其它各种被传递的能量称为功,以符号 W 表示；如：体积功（ We）、电功、表面功（Wf）等；特点：功也是一过程量,不是体系的性质,它不是体系的状态函数 功产生的微观缘由：功是大量质点以有序运动而传递的能量；取号规章：系统对环境作功,W0 单位：能量单位为焦耳,简写 J；相同点： 体系状态发生变化时与环境交换的能量,量纲均为 J,KJ； 两者均不是状态函数,其数值与过程有关；其微分不是全微分,以 Q 和 W

13、表示； 两者均有大小,也有方向；热力学规定：体系吸热为正,放热为负；体系对外环境 功为负,环境对体系做功为正；不同点： 热是由温差引起的体系与环境之间的能量交换,而功就是除热以外体系与环境之间 的能量交换形式； 微观上,热是对大量分子无序热运动强度的度量,而功就是大量分子有序运动强度 的度量；体积功的运算：如右图所示：气体体积变化为：dVA dl F 外P 外 A 活塞移动时抗击外力为：在此过程中体系克服外力所做的功为：肯定量的功为：We =- P 外 dV We -F 外 dl-P 外 Adl-P 外 dV当 P 外恒定时 We = -P 外 V -P 外 V2V1 名师归纳总结 - - -

14、 - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载移动dl热气A P外源体一带有抱负活塞 无质量、无摩擦 的气缸留意： 体积功都用 -P 外 dV 表示, 而不用 -PdV 表示；P内部压力,P 外指外压（Pe） ； 从公式 We -P 外 dV 看,功的大小打算于 P 外及 dV 的大小,其中任一项为零,就功为零 其次节 热力学第肯定律 热力学第肯定律与热力学能 热力学第肯定律的数学表达式 一、热力学第肯定律与热力学能Joule（焦耳）和Mayer（迈耶尔 自 1840 年起,历经20 多年,用各种试验求证热和功的转换关系,得到的结果

15、是一样的；即： 1 cal = 4.1840 J 这就是闻名的热功当量,为能量守恒原理供应了科学的试验证明；现在,国际单位制中已不用 1. 热力学第肯定律 能量守恒定律：cal,热功当量这个词将逐步被废止到 1850 年,科学界公认能量守恒定律是自然界的普遍规律之一；能量守恒与转化 定律可表述为：自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,能够从一种形式转化为另 一种形式,但在转化过程中,能量的总值不变；热力学第肯定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特别形式；热力学第肯定律的另外一种表达形式：第一类永动机是不能实现的；所谓第一类永动机是一种循环作功的机器,它不消 耗任何能量或燃料

16、而能不断对外作功；2. 热力学能 系统总能量通常有三部分组成：（1）系统整体运动（机械运动）的动能（2）系统在外力场中的位能电磁场、重力场等 （3）热力学能,也称为内能热力学能 U 是指系统内部能量的总和,包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载热力学中一般只考虑静止的系统,无整体运动,不考虑外力场的作用,所以只留意热力 学能；留意：内能是状态函数 内能是体系的性质,且是体系的广度性质；内能的肯定值不行求,只能求

17、出它的变化值；内能的单位为焦耳：J 二、热力学第肯定律的数学表达式对封闭系统,设想系统由状态（1）变到状态（ 2）,系统与环境的热交换为Q,功交换为 W,依据热力学第肯定律就系统的热力学能的变化U 为：U 对于微小变化U dU2U 1QQ WW意义：热力学第肯定律一方面说明白热力学能、热和功可以相互转化,另一方面又表述 了它们转化时的数量关系；争论：Q、W 不是状态函数, 不能用微分符号表示；热力学第肯定律中的W 指的是总功,而并非只是体积功；体系由始态变到终态,所经受途径不同,Q、W 都不同,但 Q + W 值却是相同的,与途径无关,由于 U = Q + W,而 U 与途径无关；对封闭体系,

18、算出过程的 Q、W,据 U = Q + W 可求出体系的 U；对于隔离体系,Q = 0,W = 0,就 U = 0；即隔离 孤立 体系的热力学能是不变的,即热力学能守恒；这也是热力学第肯定律的又一表达方式；对不作其它功的等容过程,W = 0,就 U = QV 热力学能是状态函数,对一单相肯定量封闭体系,体会证明,用个就能确定系统的状态,即UpU T p , Td pdUUd TU pT假如是UU T V , p,V,T 中的任意两dUUVd TUTd VUVUpTVTT热和功的取号与热力学能变化的关系 如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有上升,假如按以

19、下几种情形作为系统,试问为零：Q、W、 U 为正、为负、仍是名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、以电阻丝为系统学习必备欢迎下载Q0 、 U02、以电阻丝和水为系统 Q=0 、W0 、 U03、以电阻丝、水、电池为系统 Q=0 、W=0 、 U=04、以水为系统 Q0 、W=0 、 U05、以电池为系统 Q=0 、W0 、 U0 6、以电池和电阻丝为系统 Q0 、W=0 、 U0如图,用隔板将刚性绝热壁容器分成两半,两边充入压力不等的空气 视为抱负气体,已知 p 右 p 左,以全部的空气为系统,将隔板抽去后试问Q=

20、0 、W=0 、 U=0Q、W、 U 为何值？ : 假如右侧为真空以空气为系统将隔板抽去后试问 Q、W、 U 为何值？Q=0 、W=0 、 U=0 （1）假如一体系从环境接受 160J 的功,内能增加 200J,问系统放出或吸取了多少热？（2）系统在膨胀过程中对环境做了 10540J 的功,同时吸取了 27110J 的热,问系统的内能转变了多少？1 W=160J U= 200J U=Q+WQ= 40J （2）W=- 10540J Q=27110J U=Q+W= 16570J第三节 准静态过程与可逆过程功与过程准静态过程和可逆过程一、功与过程设在定温下,肯定量抱负气体在活塞筒中克服外压,经 5

21、种不同途径,体积从V1 膨胀到 V2 所作的功；1.自由膨胀（ free expansion）pe0W e,1p ed V02.一次等外压膨胀（pe 保持不变）W e,2p V2V 1系统所作功的肯定值如阴影面积所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - pp V 1学习必备欢迎下载p2p V 2V 1V2e,2V阴影面积代表W、3.两次等外压膨胀所作的功1 克服外压为p eV 1,体积从p 2 ,体积从膨胀到VV 2；p e2 克服外压为 p V V膨胀到V 1p V2Vp V e 2V所作的功等于2 次作功的加和；

22、W e,3p V e V 14.多次等外压膨胀所作的功同理可得到 We,4 = W + W + + W i 其总功等于多个矩形面积之和相同的始终态, 膨胀的次数越多, 体系对环境做的体积功就越大；时,膨胀功将会达到一个极限值；5. 外压 pe 比内压 pi 小一个无穷小的值dp无限缓慢地膨胀 膨胀的次数增加到无限多外压相当于一杯水,水不断蒸发,这样的膨胀过程是无限缓慢的,每一步都接近于平稳态；所作的功为：W e,4p ed VnRTln V 1V 2对抱负气体V 2 Vp V 1这种过程近似地可看作可逆过程,系统所作的功最大；将体积从V2 压缩到V1 ,有如下 4 种途径：1.一次等外压压缩在

23、外压为P1 下,一次从V2 压缩到V1 ,环境对系统所作的功 （即系统得到的功）为名师归纳总结 W e,1p V 1V 2第 8 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.两次等外压压缩学习必备欢迎下载第一步：用Pe 的压力将系统从V2 压缩到V1 其次步：用P1 的压力将系统从V压缩到V1 p V V2 p V 1V整个过程所作的功为两步的加和3. 多次等外压压缩其总功等于多个矩形面积之和4. 外压比内压大一个无穷小的值 无限缓慢地压缩 假如将蒸发掉的水气渐渐在杯中凝结,使压力缓慢增加,复原到原状,所作的功为：p pV 1 1 W e,3

24、 V V2 1p V1p nRT ln V 2V 1nRT ln p 1 p 2阴影面积代表 W e,3p V 2名师归纳总结 p2V 1V 2V第 9 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载功与过程小结 : 功与变化的途径有关 体系与环境之间压差趋于无穷小,膨胀过程时体系做最大功,压缩过程环境做最小功；二、准静态过程和可逆过程 1. 准静态过程 guasistatic process 由以上争论可知,最终一个是一种特别特别的途径,由于该途径在进行的时候,由 于 PePi dP,活塞的移动特别慢,慢到以零为极限,这样就有足

25、够的时间使气体的压力由微小的不匀称变为匀称,使体系由不平稳态回到平稳态；因此在该途径进行的每个瞬间,体系都接近于平稳态,以至于在任意选取的时间dt 内,状态参量在体系各部分有确定的值, 整个过程可被看作是由一系列极接近于平稳的状态所构成,这种过程称为准静态过程；2. 可逆过程 reversible process 热力学定义：当体系经过某一过程；由状态 I 变化到状态 II 之后, 假如能使体系和环境都完全复原 即体系回到原先的状态,同时排除了原先过程对环境所产生的一切影响,环境也复原 ；就 这样的过程就称为可逆过程；反之, 假如用任何方法都不行能使体系和环境完全复原；就称为不行逆过程 irr

26、eversible process ；可逆过程的特点：1 可逆过程是以无限小的变化进行的,整个过程是由一连串特别接近于平稳状态所构成；2 在反向的过程中, 用同样的手续, 循着原先过程的逆过程可以使体系和环境都完全复原；例如：在等温膨胀过程中将体系对外所做的功贮藏起来,这些功恰恰能使体系复原到 原态,同时将膨胀时所吸的热仍给储热器；3 在等温可逆膨胀过程中体系做最大功,在等温可逆压缩过程中环境对体系做最小功；说明：1 可逆过程、准静态过程都是一种抱负的极限过程,客观世界中并不真正存在,实际过 程只能无限地趋近于它；2 准静态过程不等于可逆过程,只有当过程中没有任何能量耗散时,准静态过程才为一

27、种可逆过程；争论可逆过程的意义：1 一些重要热力学函数的增量 S, G 等；只有通过可逆过程才能求得；2可逆过程效率最高,耗能最小,将实际过程与之比较,可确定提高效率的可能性；例题： 2mol 抱负气体在 298K 时,分别按以下三种方式从 15.00dm3 膨胀到 40.00 dm3：（ 1）自由膨胀；（ 2）恒温可逆膨胀； （3）恒温对抗 100kPa 外压下膨胀；求上述三种过程的 W解：（1）自由膨胀过程,Wpe V2V 10 V2V 10（2）恒温可逆膨胀：WnRTlnV 228 .314298ln40 .004860 J15. 00V 1（3）恒外压膨胀名师归纳总结 - - - -

28、- - -第 10 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - Wpe V2V 1学习必备欢迎下载40 .0015.00103100000例： 100, p 下 1mol 水经可逆相变向真空蒸发 变成同温同压的水蒸气 , 0, p下 1mol 冰 变 成 同 温 同 压 的 水 , 计 算 各 做 功 多 少 ？ 已 知 2 冰 = 0.917 g cm-3 ,1水=1.000g cm-3；解W= -pV= -pVg = -nRT = -3.1kJ60.165 J第四节W= -peV=0 p181810W= -peV =12焓enthalpy等容热焓及等压热QV U,QP

29、 H 两关系式的意义一、等容热定义 : 体系进行一个等容dV=0、Wf0 的过程中与环境所交换的热称为等容热,以QV 表示,单位为kJ,J；UQW依据热力学第肯定律如发生一个微小变化dUQWQW eW fdV0,W f0dUQ VdUQ V此式的意义：等容且不做非膨胀功的条件下,系统的热力学能的变化等于等容热效应上式也说明在特定的条件下 末态有关,与详细路径无关；二、焓及等压热定义 : dV0,Wf0,体系与环境所交换的热仅与体系的始、体系进行一个等压dp=0 、Wf=0 的过程中与环境所交换的热称为等压热,以Qp 表示,单位为 kJ,J；名师归纳总结 依据热力学第肯定律 U2dUQUQWW

30、f第 11 页,共 20 页如发生一个微小变化QWQW eW f0dUQpedVQdUpe dVV 1U2U1p V 2Qpdp1U2U1p V2p V10,pV Up V 2p V 1d U- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Qpd UpV dp学习必备欢迎下载0令: kJ,J Hdef=UpVdHdp0,W f0焓,单位为QpHQpdp0,W f0此式的意义：等压且不做非膨胀功的条件下 关于焓的几点说明： 是状态函数,广度性质； 肯定值无法求；,系统的焓变等于等压热效应 虽然具有能量的单位,但焓不是能量,也不遵守能量守恒定律,隔离体系中焓值不肯定 守

31、恒； U 有明确的物理意义,而焓就无明确的物理意义,它只是为明白决实际问题的便利而定义的一个物理量；三、 QV U,QP H 两关系式的意义 1 把在特定条件的途径函数与状态函数的转变量联系起来,这样： QV ,QP 的数值就只与体系的始、末态有关,而与途径无关,为 QV ,QP 的运算供应 了便利； U、H 是不行测的量,故其增量也测不到,但这两个函数的增量特别是 H在生产实际中应用很广,这两个式子使得在特定条件下的 H、 U 可用相应的实测热数据来表达；2 由于 U、H 为状态函数,其增量只与体系的始、末态有关,而与途径无关,故这两个关系式成为运算化学反应热效应的一个闻名而又简便的方法 盖

32、斯定律的理论基础；问题：是否只有恒压过程体系才有焓值的转变？答： U 和 H 是体系的状态函数,体系不论发生什么变化都可能有U 和 H 的转变；上面的争论只说明在特定条件下 Q 和 U 或 H 的关系,也就是说通过热量的测定,就可以确定恒容过程的U 和恒压过程的H,而不是说只有恒容过程才有U,只有恒压过程才有 H,例如,恒压过程的H 可以用 Qp= H 来度量,或通过H= U+P V 运算,但是非恒压过程中不是没有H,只是不能用上式运算,而应当用定义式H= U+ PV 运算；一绝热气缸；带有一个无重量、无摩擦的绝热活塞,塞外为恒定外压；气缸内装有气体,壁内绕有电热丝；当通电时,气体将渐渐膨胀；

33、由于这是一个定压过程,Qp= H；又因是绝热系统, Qp=0 ,所以 H=0 ,这个结论对否？如不对,错在哪里？解： 1以气体为系统,电炉丝为环境有 H = Qp,但不是绝热系统,Qp 0 ；2以气体加电炉丝为系统,就为绝热系统 Qp = 0,但因有电功,所以 H Qp ；例题： 20mol 氧气,在 p=750mmHg 的恒压下加热,使其体积自知体系吸热352kJ,求过程中的Q、W、 U、 H ；解： 封闭体系,等压过程,只做体积功Qp= 352kJ, H =Qp=352kJ We=-peV2-V1 =-750/760* 101325*2000-1000*10-3 =-100kJ U=Qp+

34、We =352-100=252 kJ 1000 升膨胀至 2000 升,已名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载or H= U+ pV= U+pe V U=Qp-pe V =-100kJ有化学反应ABP1.烧杯中恒压反应 2.电池中恒压反应a.H1= H2 b.H1=QP ,I c.H2=QP ,2哪个正确？第五节 热容 heat capacity影响热容的主要因素 定容摩尔热容定压摩尔热容 摩尔热容随温度变化的表达式 相变焓的运算 一、影响热容的主要因素定义：一个组成不变、物质的量肯定的均相封闭体

35、系的热称为该物质的热容,以C 表示；Q平均热容：Cdef=QT 2T 1T热容单位： JK-1 ,在 Wf0 的条件下,每上升单位温度所吸取如物质的量为1Kg,就称为比热容, 单位为 JK Kg；如物质的量为1mol,就为摩尔热容本书简称为热容 单位为 JK mol；Cmdef =C T n1.物质的种类和状态 压力肯定, 273.15K 时,C乙醇 ,l11.5JK mol C水,l75.29JK mol C水,g33.58JKmol 即不同的物质C 不同,同种物质相态不同,C 也不同；2.温度范畴试验证明,同一物质在不同的温度范畴内,温度每上升质在温度T K 时的真热容应表示为：dQC T

36、 def =T体系在微小过程中所吸取的热为：QC TdT当温度由 T1 T2 时 ：K,所需热量不同；因此,物名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - QT2学习必备欢迎下载C T d TT 13. 升温过程 由于热是途径函数,途径不同,热的值不同,热容值也不同；在化工生产过程中常常 遇到的是等压、等容过程,对应地热容也就有定压热容和定容热容；二、定容摩尔热容 定义：组成不变的均相封闭体系,当其物质的量为1mol 时,在等容、 Wf0 的过程中的热容为定容摩尔热容,以CV,m表示,单位为JK molC V,m C V 1

37、Q VC V,m Um Vnnd TTUmC V m ,d T当温度在 定义所述之条件下由 T1 T2 时UQ Vn UmT 2nC V m ,d TT 2C Vd TT 1T 1如在此温度区间范畴内,CV,m 可看作常数就UQ VnC V m T 2T 1CV T 2T 1封闭体系,等容,Wf0,单纯 PVT 变化 三、定压摩尔热容 定义：组成不变的均相封闭体系,当其物质的量为1mol 时,在等压, Wf 0 的过程中的热容为定压摩尔热容,以CP,m 表示,单位为JK mol HmPCp,m CpT1QpCp,m ndTTnHmCP m ,d T当温度 定义所述之条件下由 T1 T2 时HQ

38、 Pn HmT 2nCp m ,d TT 2Cpd TT 1T 1如在此温度区间范畴内,CP,m 可看作常数就HQPnCP m T 2T 1CPT 2T 1封闭体系,等压,Wf 0,单纯 PVT 变化 说明：C P,m 、 C V, m 均为状态函数,为体系的强度性质；四、摩尔热容随温度变化的表达式名师归纳总结 热容与温度的函数关系因物质、物态和温度区间的不同而有不同的形式；函数关系式常见有: 第 14 页,共 20 页Cp ,m abTcT2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Cp,m ab T1学习必备2欢迎下载c T式中 abca b c 是体会常数,由各种物质本身的特性打算,可从热力学数据表中查找；一般纯物质及组成较恒定的混合物（如：空气）的 到；留意：查表所得的是Cp,m Cp =nCp,m ；C P,mf（T）可在化学化工手册上查体会常数有肯定的温度适用范畴,且不同相态其值不同；如变化过程中有相变过程,就热的求算应分段进行,并要加上相变热的数值；在缺乏试验数据时,对抱负气体由分子运动论可利用能量按自由度均分原理作近似估算：单原子气体C V,m1.5R C P,m2.5R 双原子气体C V,m2.5R C P,m3.5R 非线型多