4、热力学第一定律 一个系统从外界吸收的热量等于系统自身内能的增加加 上系统对外所作的功。 Q=△U+A do=du +dA 注意:系统对外界作功A>0;系统从外界吸热Q>0。 dU为全微分(U为内能状态函数); dQ与d4仅表示元过程中的无限小改变量,不是全微分。 (功,热均为在过程中传递的能量,即过程量) 适用范围:与过程是否准静态无关。即准静态过程和非静态过程 均适用。但为便于实际计算,要求初、终态为平衡态。 20:37:42
20:37:42 17 注意：系统对外界作功 A > 0；系统从外界吸热 Q > 0。 4、热力学第一定律 一个系统从外界吸收的热量等于系统自身内能的增加加 上系统对外所作的功。 Q = DU + A dQ = dU + dA dU为全微分（U为内能状态函数）; dQ与dA仅表示元过程中的无限小改变量, 不是全微分。 （功，热均为在过程中传递的能量，即过程量） 适用范围：与过程是否准静态无关。即准静态过程和非静态过程 均适用。但为便于实际计算，要求初、终态为平衡态
5、理想气体 1845年焦耳的气体绝热自由膨胀实验: 实验结果表明:水温不变! 气体的自由膨胀是绝热过程,即Q=0。 ※气体不对外界作功,即A=0。 对于该过程,由热力学第一定律气体真空 可知 △U=Q-A=0 即气体绝热自由膨胀过程是一个等内能过程。 焦耳实 体积改变 内能不变 气体的内能只 验结果 与温度有关, 体积改变 18 温度不变 与体积无关。 742
20:37:42 18 气体 真空 A B C 1845年焦耳的气体绝热自由膨胀实验： 实验结果表明：水温不变! 5、理想气体 * 气体的自由膨胀是绝热过程，即Q=0。 **气体不对外界作功，即A=0。 对于该过程，由热力学第一定律 可知 DU = Q − A = 0 即 气体绝热自由膨胀过程是一个等内能过程。 体积改变， 内能不变 体积改变， 温度不变 焦耳实 验结果 气体的内能只 与温度有关， 与体积无关
理想气体定义 严格遵从气体状态方程p=wT和内能UU只 是温度的单值函数的气体,称为理想气体 其中:v气体的摩尔数; 气体常数R=8.31J(Kmo) 说明:焦耳的结果只适用于理想气体。只有在实际 气体密度趋于零的极限情形下,气体的内能才只是 温度的函数而与体积无关。一般气体的内能与温度 和体积都有关系。 19 20:37:42
20:37:42 19 说明： 焦耳的结果只适用于理想气体 。只有在实际 气体密度趋于零的极限情形下，气体的内能才只是 温度的函数而与体积无关。一般气体的内能与温度 和体积都有关系。 • 理想气体定义 严格遵从气体状态方程 pV = RT 和 内能U=U(T)只 是温度的单值函数的气体，称为理想气体。 气体常数 R=8.31J/(K.mol) 其中： 气体的摩尔数；
6、热容量 热容量:系统升高单位温度所需吸收的热量 C dT 摩尔热容量:一摩尔系统升髙单位温度所需吸收的热量。 vdT v 注意:因热量是过程量,故同一系统,在不同过程中的 热容量有不同的值。 定容摩尔热Cm=的 认dT y dT *定压摩尔热容量C 1(Q 20 P m vdT v 20: 37:42
20:37:42 20 注意：因热量是过程量，故同一系统，在不同过程中的 热容量有不同的值。 6、热容量 热容量：系统升高单位温度所需吸收的热量。 dT dQ C = 摩尔热容量：一摩尔系统升高单位温度所需吸收的热量。 C dT dQ Cm = = * 定容摩尔热容量 * 定压摩尔热容量 V V m dT dQ C = 1 , p p m dT dQ C = 1 , V dT dQ ( ) 1 = p dT dQ ( ) 1 =
内能是状态量,内能的改变由 12线为等容过程; 初末状态确定,与过程无关;P 13线为等压过程; 243线为等温过程; 理想气体内能由温度确定 U4-U1=U2-U1=d =vC,△T U,-U,=U,-U gn-pd焓态函数H=U+p P =vCn△T一p△ dg.=dU +pdr =vC.△T-vR△T P P d(U+pv=d(a) C=C-R , 迈尔公式 P20:37:42
20:37:42 21 p 0 V 2 1 3 4 12线为等容过程； 13线为等压过程； 243线为等温过程； 内能是状态量，内能的改变由 初末状态确定，与过程无关； = CV ,m DT = Cp,m DT − pDV 理想气体内能由温度确定； = Cp,m DT − RDT CV ,m = Cp,m − R 迈尔公式 U U U U dQ pdV p − = − = − 3 1 4 1 3 1 − = − = 2 1 4 1 2 1 V U U U U dQ 焓态函数 H = U + pV d(U pV) d(H) dQ dU pdV p = + = = + p p dT dH C =