3热力学第一定律
。 。
4.在268.15K,A、B两个抽空的容器中分别为100g 和200g 水。当达到 气液平衡时,两个容器中的水蒸气压力分别为pA 和pB,则有( )。 A. pA<pB B.pA>pB C.pA=pB D.无法确定
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2012-8-2
5.加压使实际气体液化,必要条件是气体要达到( )。 A.波义耳温度之下B。临界温度之下 C.温度低于沸点心D。临界温度之上 6.在一定T、p下,某实际气体的Vm大于理想气体的Vm,则该气体的压缩 因子Z( )。 A.=1 B.>1 C.<1 D.无法确定 7.下面关于压缩因子Z的阐述中,正确的是( ). A.Z主要用于对实际气体p、V、T的计算 B.同一温度下,各种气体的Z都随压力而变化 C.Z>1,气体不易压缩,而Z<1,气体易压缩 D.Z>1,气体不易液化,而Z<1,气体易液化
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2012-8-2
系统分类
根据系统与环境之间的关系,把系统分为三类: (1)敞开系统(open system) 系统与环境之间既有物质交换,又有能量交换。
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系统分类
根据系统与环境之间的关系,把系统分为三类:
(2)封闭系统(closed system) 系统与环境之间无物质交换,但有能量交换。
广度性质(extensive properties) 又称为容量性质,它的数值与系统的物质的 量成正比,如体积、质量、熵等。这种性质有加 和性。 强度性质(intensive properties) 它的数值取决于系统自身的特点,与系统的 数量无关,不具有加和性,如温度、压力等。指 定了物质的量的容量性质即成为强度性质,如摩 尔热容。
8.设i为理想混合气体中的一个组分,下面正确的是( )
9.两种不同气体处于对应状态时,则它们( )相同. A.压力B.温度计C.压缩因子D.pVm
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10.混合理想气体的组分B,其物质的量nB 为( ).
11.关于临界点的性质,下面描述不正确的是( ). A.液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 B.液相与气相之间不存在界面 C.气、液、固三相共存 D.气化热为零
描写体系状态的方法: 经典力学:用组成体系粒子的坐标与动量或者体系的广义坐标 和广义动量 量子力学:用波函数描述的状态称为量子态,是状态的量子力 学微观描述法 统计力学:用分布率描述的状态称为统计态,是状态的统计描
述法
热力学:用一组独立的宏观参量描述体系的状态,称为态的热 力学描述法或宏观描述法
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基本要求
理解热力学概念:平衡态、状态函数、可逆过程、反应
进度、热力学标准态; 理解热力学第一定律的叙述和数学表达式; 掌握热力学能、焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、 标准摩尔燃烧焓等概念; 掌握pVT 变化、相变化和化学变化过程中,热、功及状 态函数U、 H 的计算原理和方法,会用状态方程 (理想气体状态方程)和有关物性数据(摩尔热容、 相变焓、饱和蒸气压等)。
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本章内容
• • • • • • • • • • §2-1热力学基本概念及术语 §2-2热力学第一定律 §2-3恒容热、恒压热、及焓 §2-4摩尔热容 §2-5热力学第一定律对理想气体的应用 §2-6热力学第一定律对一般固、液体的应用 §2-7热力学第一定律对实际气体的应用 §2-8热力学第一定律对相变化的应用 §2-9热力学第一定律对化学变化的应用 本章小结与学习指导
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本章小结: 理想气体状态方程 气体计算方法 实际气体状态方程 压缩因子图
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1.理想气体微观模型必须具有的两个特征是 和 。 2.恒温条件下测定了一系列低压下的某气体 和 值,则可在pVm-p 图上用 法求取气体常数R 的准确值。 3.要使气体液化,一般需要 和 。 4.在恒压下,为了将某容器中300K 的气体赶出1/3,需将容器(设容积不变 )加热到 K. 5.在300.15K 、200kPa 下,测得Ne与Ar混合气体的密度为2.37kg·-3。则混 m 合气体中Ne的分压力为 kPa 。 6.在临界点处等温线的一阶、二阶偏导数 ,即
强度量
符号
V A Q S nB U H F G Cp CV,m
名称
压力 表面张力 电动势 热力学温度 物质B的化学势 摩尔内能 摩尔焓 体膨胀系数 等温压缩系数 摩尔等压热容 摩尔等容热容
符号
p
E T
B
Um Hm
Cp,m CV,m
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2012-8-2
三、状态和状态函数
加 25℃, py 25℃, py 热 20dm3 20dm3
2 py T2’
2py T2
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2012-8-2
判定:下列为何种体系?
电阻丝
电池
敞开系统
敞开系统
电阻丝 +电池
水
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封闭系统
2012-8-2
二、系统的性质
用宏观可测性质来描述系统的热力学状态, 故这些性质又称为热力学变量。可分为两类:
7 . 若不同的气体有两个对比状态参数彼此相当,则第三个对比状态参数
。
8.对于一定量的组成不变的气体,则
9.恒压下,物质的量恒定的某理想气体,其温度随体积的变化率
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2012-8-2
10.某实际气体在366.5K,2067kPa 时临界温度Tc=385.0K, 临界压力p c=4123.9kPa 。则该气体的对比温度Tr= ,对比压力pr= 11. 当液体的蒸气压与外压相当时,液体就开始沸腾,此时的温度称为 二、选择题 1.对于实际气体,下列与理想气体相近的条件是( )。 A.高温高压 B.。高温低压 C。低温高压 D。低温低压 2.理想气体状态方程pV=nRT 包括了三个气体定律,它们是( )。 A.波义尔定律、盖-吕萨克定律和道尔顿定律 B.波义尔定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 C.阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律、 D.盖-吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 3.对于理想气体,下面不正确的是( )。
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2012-8-2
描述系统需要用到热力学性质,研究系统要涉 及状态和状态函数。
这里所说的状态是指静止的系统内部的状态,即 热力学态,与系统的在环境中机械运动的状态无 关。在本书中,研究的都是热力学平衡状态(热 平衡、力平衡、相平衡和化学平衡)。
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2012-8-2
§2.1 热力学基本概念
一、系统与环境 二、系统的性质 三、状态和状态函数 四、平衡态 五、过程和途径 六、过程函数 七、内能 八、焓
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2012-8-2
一、系统与环境
系统(System) 在科学研究时必须先确定研 究对象,把一部分物质与其余 分开,这种分离可以是实际的 ,也可以是想象的。这种被划 定的研究对象称为系统,亦称 为物系或体系。 环境(surroundings) 与系统密切相关、有相互 作用或影响所能及的部分称为 环境。
状态函数两个重要特征:
①状态确定时,状态函数X有一定的数值(状态与状态函数
之间是单值函数); 状态变化时,状态函数的改变值X 只由系统变化的始 态(1)与末态(2)决定,与变化的具体历程无关: X =X2 – X1 。 (状态函数的特性可描述为:异途同归,值变相等;周而复始 ,数值还原。)
②从数学上来看,状态函数的微分具有全微分的特性,全
第一章
气 体
Chapter 1 Gas
• 本章基本要求: • 掌握理想气体状态方程 • 掌握理想气体的宏观定义及微观模型 • 掌握分压、分体积概念及计算。 • 理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象。 • 掌握饱和蒸气压概念 • 理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子图,了解 对比状态方程及其它真实气体方程。
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2012-8-2
系统分类
根据系统与环境之间的关系,把系统分为三类: (3)孤立系统(isolated system) 系统与环境之间既无物质交换,又无能量交换,故 又称为隔离系统。有时把封闭系统和系统影响所及的环 境一起作为孤立系统来考虑。
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3.
4. 5.
体系的划分是人为的,划分恰当,可以很容易解 决问题,划分不当,有可能不能解决问题
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2012-8-2
例7 装置如图,始态时绝热理想活塞两侧容器各为20dm3, 均充满25℃, pӨ的N2。对左侧气室缓慢加热,直至室内压力 为2pӨ。请分别以右室气体,左室气体和全部气体为系统, 求算Q, W, U, H(N2可视为理想气体)
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状态函数
p V
性 质
T
Cp
…
描述了
总和
使成为确定
状态
U 纯物质单相系统有各种宏观性质,如温度T,压力p,体 积V,热力学能U 等等。系统的状态是它所有性质的总体 表现。状态确定以后,系统所有的性质也就确定了。与达 到该状态的历程无关。它的变化值仅取决于系统的始态和 终态,而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为 状态函数(state function)。所以,各种性质均为状 态的函数。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2012-8-2