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大學物理化學-第二章-熱力學第一定律(編輯修改稿)

2025-08-31 14:46 本頁面

　

【文章內容簡介】恒溫可逆膨脹過程大小相等，符號相反可逆過程特點：某一過程發生之后，若能找到一種過程使體系和環境同時恢復原狀，則原過程就稱為可逆過程可見：體系在膨脹過程中，對環境所作的功，在壓縮過程中，環境又不多不少的交給體系。即體系復原的同時，環境也恢復到原來的狀態，沒有留下任何痕跡。可逆過程特點： ⑴ 可逆過程是以無限小的變化進行的，是由一連串無限接近于平衡的狀態所組成，過程推動力無限小。 ⑵ 若循原過程反方向進行，體系和環境都恢復到原態，而不留下任何痕跡。 ⑶ 在等溫可逆過程中，體系對環境做最大功；環境對體系做最小功。重點理解： 1. 什么是可逆過程 ? 2. 可逆過程有哪些基本特征 ? 思考題注意理解：可逆過程發生之后，能找到一種過程使體系和環境都同時恢復原狀 ?1. 不可逆過程就是不能向相反方向進行？發生一個變化，體系復原時，環境沒有復原 —— 不可逆過程，而不是不能發生逆過程。例： 1mol某理想氣體，分別經三種途徑由始態到末態求：三個過程的體積功各為多少？解： 0) ???? 12 VV(PWe)1 外)12 VV(PWe)2 ??? 外33 10)( ????? J1 351???????????12ln)3VVn R TWe????????? 7 33 1 J5 731?P2 = V2 = T2 = 例：壓縮 1 mol 理想氣體從始態到終態，求 Q,W,△ U, △ H 已知：＝ Jmol1K1 途徑 I 途徑 II 恒溫可逆壓縮解： 1) 途徑 I 絕熱壓縮 Q ＝ 0 △ U ＝ n (T2－ T1) W＝△ U 途徑 I △ H ＝ n (T2－ T1) ＝ n ( + R ) (T2－ T1) ＝ 1817J 2) 途徑 II 與途徑 I 有相同始態和末態過程 (1) 恒容升溫， dV=0 ,W1=0 過程 (2) 恒溫可逆壓縮， dT= 0 W2 = 恒溫可逆壓縮恒容升溫 W ＝ W1 + W2 ＝ 1879J 途徑 II ： nRTln(V3 / V2 )=1879J △ U＝ 1336J △ H＝ 1817J Q=△ UW＝ 513J 途徑 I 途徑 II 恒溫可逆壓縮理解狀態函數和途徑函數：＝ 1336J △ U＝ 1336J ， Q＝ 513J ， W＝ 1879J 二 .理想氣體絕熱可逆過程體積功絕熱，系統與環境無熱交換， δQ=0 ；表明，在絕熱過程中，系統與環境若有功的交換，系統的 T必定改變。根據熱力學第一定律，理想氣體 δW＝ dU＝ CvdT。氣體膨脹對環境做功， δW0,則內能必然減少 dU＝ CvdT0，則氣體溫度一定降低 dT0；相反，氣體壓縮，環境對系統作功， δW0, 內能增加 dU＝ CvdT0，氣體溫度一定升高 dT0。絕熱 δWe＝－ P環 dV 可逆過程 δWe＝－ P dV δQ＝ 0 ， dU＝ δWe dU＝ Cv dT 理想氣體 ∴ dU ＝ δWe ＝ Cv dT ＝－ P dV TdTCVdVRdTCndVVn R Tmvmv ?????????? ..∴TlndCVlndR ??? VlndCRTlnd????理想氣體 RCC mvmP ?.. 代入 VlndC )CC(TlndVlndC RTlnd????????VdCCTdmvmp ln)1(ln.. ??定義 mvmpCC..?? 理想氣體絕熱指數，各氣體的一個無量綱的特性函數。 VdTd ln)1(ln ?? ?可得一定量理想氣體（ P 1, ,V 1 ,T 1 ） ( P

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