《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）习题_热力学部分

第二章热力学第一定律 基本概念 1系统和环境的划分是人为规定的，不是物质 内部性质所决定的。 例如：金属铜在试管中氧化成氧化铜，然后通 入氢气，使其还原为铜。我们可以规定铜为系统， 此过程为一循环过程；若规定铜和氧气为系统，则 此过程就不是循环过程了。所以在没有划分系统之 前不能谈是什么过程。 2025/4/4 物理化学(B)I

物理化学(B)I 1 2025/4/4 第二章 热力学第一定律 一．基本概念 1.系统和环境的划分是人为规定的，不是物质 内部性质所决定的。 例如：金属铜在试管中氧化成氧化铜，然后通 入氢气，使其还原为铜。我们可以规定铜为系统， 此过程为一循环过程；若规定铜和氧气为系统，则 此过程就不是循环过程了。所以在没有划分系统之 前不能谈是什么过程

又如，一个密封的烧杯，内有水和水蒸气，我 们规定水为系统，那么这是一个敞开系统，若把水 和水蒸气共同做为系统，则是一个封闭系统。 2.恒外压过程和等压过程要区别开 恒外压过程是外压始终不变。 P始P终P环=常数 等压过程是系统压力等于环境压力 P始=P终=P环=常数 2025/4/4 物理化学(B)I

物理化学(B)I 2 2025/4/4 又如，一个密封的烧杯，内有水和水蒸气，我 们规定水为系统，那么这是一个敞开系统，若把水 和水蒸气共同做为系统，则是一个封闭系统。 2.恒外压过程和等压过程要区别开 恒外压过程是外压始终不变。 P始≠P终≠P环=常数 等压过程是系统压力等于环境压力 P始=P终=P环=常数

Kmol,H2,1Pe 1PO 1 mol,H2,1P 273K,22.4dm3 等压过程 546K,44.8dm3 1 mol,H2,2P 0.5Pe mol,H2,1P 1 273K,11.2dm3 恒外压过程 273K,22.4dm3 2025/4/4 物理化学(B)I

物理化学(B)I 3 2025/4/4 1 mol, H2 , 1P 273K, 22.4 dm3 1 mol, H2 , 1P 546K, 44.8 dm3 1 P  等压过程 1 mol, H2 , 2P 273K, 11.2 dm3 1 mol, H2 , 1P 273K, 22.4 dm3 0.5 P  恒外压过程

3.可逆过程与循环过程的区别 可逆过程：某一系统经过某一过程，由状态 1变到状态2之后，如果能使系统和环境都完全复 原（即系统回到原来的状态，同时消除了原来过 程对环境所产生的一切影响)，则原来的过程就 称为可逆过程。 循环过程：如果系统由某一状态出发，经过 一系列的变化又回到原来的状态，这样的过程称 为循环过程。它不管环境是否发生了变化。 2025/4/4 物理化学(B)1

物理化学(B)I 4 2025/4/4 3.可逆过程与循环过程的区别 可逆过程：某一系统经过某一过程，由状态 1变到状态2之后，如果能使系统和环境都完全复 原（即系统回到原来的状态，同时消除了原来过 程对环境所产生的一切影响），则原来的过程就 称为可逆过程。 循环过程：如果系统由某一状态出发，经过 一系列的变化又回到原来的状态，这样的过程称 为循环过程。它不管环境是否发生了变化

4.准静态过程与可逆过程有什么不同和联系 区别： 准静态过程只着眼于工质内部的平衡，有无 外部机械摩擦对工质内部的平衡并不影响，准静 态过程进行时可能发生能量耗散； 可逆过程不仅要求工质内部平衡还要求工质 与外界的作用可以无条件的逆复，过程进行时不 存在任何能量的耗散. 联系： 可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不 定是可逆过程 2025/4/4 物理化学(B)I

物理化学(B)I 5 2025/4/4 4.准静态过程与可逆过程有什么不同和联系 区别： 准静态过程只着眼于工质内部的平衡，有无 外部机械摩擦对工质内部的平衡并不影响，准静 态过程进行时可能发生能量耗散; 可逆过程不仅要求工质内部平衡还要求工质 与外界的作用可以无条件的逆复，过程进行时不 存在任何能量的耗散. 联系： 可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不 一定是可逆过程

d0- 状态函数 A9c,an无变 dV=0,W,=0 △U=Q 热力学 du=0,U=f(T) 理想气体等温过程 AU-W-Crdr. 8Q=0 一定律 AU=0+W def H=U+PV H dH dP 状态函数 AH-0:Crdt 无相变 dP=0,W=0 无化学变化 △H=Qp %=0理想气体等温过程或实际气体节流膨胀 202544 物理化学(B)I

物理化学(B)I 6 2025/4/4 U = Q +W dV V U dT T U dU V T          +        = 状态函数 dV = 0,Wf = 0  U = QV  = = 2 1 T T V V U Q C dT 无相变 无化学变化 dU = 0,U = f (T ) 理想气体等温过程   = = 2 1 T T V U W C dT Q = 0 U dP P H dT T H dH P T          +        = 状态函数 dP = 0,Wf = 0  H = QP  = = 2 1 T T P P H Q C dT 无相变 无化学变化 dH = 0 理想气体等温过程或实际气体节流膨胀 H def H = U + PV 热 力 学 第 一 定 律

标准生成焓△，H(298.15K)=∑vA,H(B) 热力学第一定律 标准燃烧烙△，H(298.15K)=-∑VaAcH?(B 键焓 △，H(298.15K)=-∑VBe 热容 7 C,= AU=O+W dW=0或P外=0 W=0 H W 恒外压或等压过程δW=-Pd 理想气体，等温，可逆W=-nRTn 80=0 △U=W 可逆 PV2-PV y-1 2025/4/4 物理化学(B)I

物理化学(B)I 7 2025/4/4 U = Q +W U H 热 力 学 第 一 定 律 Q 标准生成焓  =   B r Hm (298.15K) B f Hm (B) 0 0 标准燃烧焓  = −  B r Hm (298.15K) B C Hm (B) 0 0 键焓  = −  B r Hm K B (298.15 ) 0 热容 V V P P T U C T H C          =        = ; dV=0或P外=0 W = 0 恒外压或等压过程 W = −P外dV 理想气体，等温，可逆 1 2 ln V V W = −nRT Q = 0 U = W 可逆 1 2 2 1 1  − − = P V PV W W

U热力学 第一定律 AU=0+W H W Qr与Qy 赫斯定律 基尔霍 绝热可 卡诺 的关系 夫定律 逆过程 循环 OPOr+RTAn AH)=△H(I)+AC,dn 方程 n=1+9=1- PVY=K 2 T, 2025/414 物理化学(B)I

物理化学(B)I 8 2025/4/4 U = Q +W U H Q W 热 力 学 第一定律 QP与QV 的关系 赫斯定律 基尔霍 夫定律 绝热可 逆过程 方 程 卡诺 循环 2 1 2 1 1 1 T T Q Q  = + = − QP = QV + RTn   =  +  2 1 ( ) ( ) 2 1 T T P H T H T C dT PV = K 

第二章热力学第一定律 dT+ (aU (av) d心，状态函数 热 学 标准生成格△，H(298.15K)=∑VB△，H(B) 无相变 AU-CdT U=r 4=0形=0 标准燃烧姓A,H(298.15K)=-∑yAcH(B) 无化学变化 键焰 理想气体等温过程 →A,H298.15K=-∑y3 dU =0,U=f(T) 定律 热容 Cy-OT) (aU AW=P=C,n←80=0 U ☑U=Q+网 H=U+PV def dW-0或P外0 W=0 状态函数 H W 恒外压或等压过程、W=-P外dW dP 气体，等温，可逆W=一n肛 无相变 △H==Cdn 无化学变化 dH=0 理想气体等温过程或实际气体节流膨胀 2=QAU=W可逆W=P,-P出 y-1 Qp与Q 基尔霍 绝热可 卡诺 的关系 赫斯定律 夫定律 逆过程 循环 方程 Op=Ov RT△n AH(T)=AH(T)+ACdT n=1+g=1 2025/414 PVY=K 物理化学(B)1

物理化学(B)I 9 2025/4/4 U = Q +W dV V U dT T U dU V T          +        = 状态函数 dV = 0,Wf = 0  U = QV  = = 2 1 T T V V U Q C dT 无相变 无化学变化 dU = 0,U = f (T ) 理想气体等温过程   = = 2 1 T T V U W C dT Q = 0 U dP P H dT T H dH P T          +        = 状态函数 dP = 0,Wf = 0  H = QP  = = 2 1 T T P P H Q C dT 无相变 无化学变化 dH = 0 理想气体等温过程或实际气体节流膨胀 H def H = U + PV 热 力 学 第 一 定 律 Q 标准生成焓  =   B r Hm (298.15K) B f Hm (B) 0 0 标准燃烧焓 键焓  = −  B r Hm K B (298.15 ) 0 热容 V V P P T U C T H C          =        = ; dV=0或P外=0 W = 0 恒外压或等压过程 W = −P外 dV 理想气体，等温，可逆 1 2 ln V V W = −nRT Q = 0 U = W 可逆 1 2 2 1 1  − − = P V PV W W  = −  B r Hm (298.15K) B C Hm (B) 0 0 QP = QV + RTn QP与QV 的关系 赫斯定律 基尔霍 夫定律 绝热可 逆过程 方 程 卡诺 循环 2 1 2 1 1 1 T T Q Q   = + = −  =  +  2 1 ( ) ( ) 2 1 T T H T H T CP dT PV = K  第二章 热力学第一定律

4.判断下列说法是否正确 (状态固定后，状态函数都固定，反之亦然 对 (2)状态函数改变后，状态一定改变 (3)状态改变后，状态函数一定都改变 错 (4)因为2p=H,2v=△U,所以2p、2y 错 是特定条件下的状态函数 (⑤)气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外 错 压作绝热膨胀，则△H=2p=0 10 2025/4/4 物理化学(B)I

物理化学(B)I 10 2025/4/4 4.判断下列说法是否正确 (1)状态固定后，状态函数都固定，反之亦然 (2)状态函数改变后，状态一定改变 (3)状态改变后，状态函数一定都改变 (4)因为Qp = ΔH ， QV = ΔU，所以Qp、QV 是特定条件下的状态函数 (5)气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外 压作绝热膨胀，则ΔH=Qp= 0 对 对 错 错 错