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文檔簡介

1§1.6熱容給定條件下:等容及W′=0或等壓及W′=0,無相變化,無化學變化時溫度每升高單位溫度所吸收的熱稱為系統的熱容。系統的熱容:一、定義熱容是熱力學第一定律用于pVT變化的關鍵量2熱容與系統升溫條件及所含物質的量有關,熱容區分為:熱容的單位:J

K-1等容熱容:等壓熱容:3將δQV=dU,δQp=dH代入,可得

4一定條件下,CV是等容條件下,系統的熱力學能隨溫度的變化率,Cp是等壓條件下,系統的焓隨溫度的變化率。

CV和Cp的物理意義:5等容摩爾熱容:等壓摩爾熱容:摩爾熱容的單位:J

mol-1

K-16對氣體分別在等容、等壓條件下單純發生溫度改變時計算

U,

H均適用。而對液體、固體不分等容、等壓,單純發生溫度變化時均可近似應用。7對于一定量組成不變的封閉系統,經驗證明:T、p、V三個變量任選兩個,可以決定系統的狀態。例如

U=f

(T,p).那么微小的熱力學能變化dU為:8如果把U看成T,V的函數,U=f(T,V).那么微小的熱力學能變化dU為:顯然如果把H看成T,V的函數,H=f(T,V).那么dH=?9兩組常用公式(討論pVT變化時常用)10應用條件:封閉系統不作非體積功等壓pVT變化或理想氣體任何pVT變化dU=nCV,mdT應用條件?11二、熱容與溫度關系的經驗式Cp,m為變量,是溫度的函數,如Cp,m=a+bT+cT2+dT3或Cp,m=a+bT+c′T-2 Cp,m為常量:例:水在273K~373KCp,m=75.44J

mol-1

K-112

式中a,b,c,c′,d對一定物質均為常數,可由數據表查得(見附錄IV,P344)。Cp,m(H2O,g,373K~773K)=[30.0+10.71×10-3(T/K)+0.33×105(T/K)-2]

J

mol-1

K-1表中即13例:Cp,m=a+bT+cT2如何計算

H?14三、Cp與CV的關系(I)15再由等壓下對溫度求偏導代入式(I)得(I)16理想氣體:Cp-CV=nR或

Cp,m-CV,m=R

是常數(R)pV=nRT17理想氣體:統計熱力學表明:在溫度不是特別高的條件下,單原子分子系統:雙原子分子(或直線型分子)系統:多原子分子(非線型)系統:18*對于大多數熔融金屬,Cp,m-CV,m=0.87R**對于大多數固體,常溫下:

Cp,m≈CV,m

溫度升高差值增大(見p20圖1-7)。19提示:——物質的體膨脹系數——物質的等溫壓縮率20已知任何物質的

已知現查得25℃的摩爾等容熱容CV,m=75.2Jmol-1K-1,

=2.110-4K-1,

=4.44

10-10Pa-1,而水的Vm=18

10-6m3mol-1。試計算水在25℃的摩爾等容熱容Cp,m。物理化學簡明教程(第四版)印永嘉第25頁21例:

1molH2由300

K、100

kPa等壓下加熱到1500

K,求

H,U,Q,W。Cp,m(H2,g,300K~1500K)=[27.70+3.39×10-3(T/K)]

J

mol-1

K-1解:

U=H-(pV)=H-p(V2-V1)=H-nR

TQp=

HW=

U-Qp22例:2

molH2由300

K、100

kPa等容下加熱到1500K,求

H,U,Q,W。Cp,m(H2,g,300K~1500K)=[27.70+3.39×10-3(T/K)]J

mol-1

K-1解:

H=U+(pV)=U+nR

T等容下W=0Cp,m-CV,m=RR=8.3145J·mol-1·K-123四、焓和溫度的關系H2O(l,273K)————————H2O(g,773K)101325PaΔH=?ΔvapHm(H2O,l)=40600J

mol-1,Cp,m(H2O,l,273K~373K)=75.44J

mol-1

K-1,Cp,m(H2O,g,373K~773K)=[30.0+10.71×10-3(T/K)+0.33×105(T/K)-2]J

mol-1

K-1,24解:H2O(l,273K)H2O(g,773K)

H2O(l,373K)H2O(g,373K)101325Pa101325Pa101325Pa101325PaΔHΔH3ΔH2ΔH1ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH32526本課重點內容及教學基本要求:1、等壓熱容、等容熱容的定義及物理意義;2、能夠計算溫度變化時的ΔH;3、明確公式的適用條件并用于計算理想氣體封閉系統、pVT變化等容過程凝聚系統V變化不大

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