物理化学呢 考前辅导.ppt
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1、2019/5/31,1,物 理 化 学,网络教学考前辅导(本科),2019/5/31,2,物质的pVT关系 和热性质,2019/5/31,3,一、系统及其种类 封闭系统、敞开系统、孤立系统,二、状态和状态函数,状态、状态函数、状态函数的基本特征,三、设计过程求状态函数的变化,系统的状态和状态函数,2019/5/31,4,四、热力学温度和物质的量,物质的基本单元:,热力学温度:,物质的量:,,,,,2019/5/31,5,五、强度性质和广延性质,强度性质: 与物质的量无关 T,p, 广延性质 : 与物质的量成正比 U,H,,六、状态函数的基本假定:均相系统,,多组分,纯物质,七、热力学平衡态条件
2、,热平衡、力平衡、相平衡、化学平衡,2019/5/31,6,一、理想气体 简化的微观模型: 分子无体积、分子间无相互作用,宏观表现:pV = nRT,流体的pVT关系和气液相变,理想气体混合物: 分压定律和分容定律,2019/5/31,7,2019/5/31,8,二、实际流体,2019/5/31,9,CO2 的 p-V 图,液化的必要条件: T Tc 气液相变特征: 水平线段 双节线,三、气液相变及其特征:,临界点,2019/5/31,10,水的相图,S,L,V,点、线、面 的物理意义,1.水的三相点温度 是一定的吗?,2.在101325 Pa下, 5的水能转 变成5的冰 ?,2019/5/3
3、1,11,2019/5/31,12,一、热和功,热 (Q):系统吸热 :Q 0;放热 :Q 0;做功:W 0,体积功:,二、封闭系统的热力学第一定律,热力学第一定律,2019/5/31,13,恒容过程: 恒压过程:,三、第一定律的两个重要推论盖斯定律,四、热力学标准状态,气体: 下处于理想气体状态的气态纯物质。 液体和固体: 下的液态和固态纯物质。,2019/5/31,14,理想气体的热容:,热 容,恒容变温过程:,恒压变温过程:,2019/5/31,15,蒸发时分子的热运 动能不变,而分子间距 增大,要克服其间相互 作用,需供给能量。,标准相变焓,2019/5/31,16,一、标准摩尔生成焓
4、,最稳定的单质: H2(g), N2(g), O2(g), Cl2(g), C(石墨), S(正交硫),Hg (l), Sn(白锡), Cu (s), ,二、标准摩尔燃烧焓,规定的燃烧产物:CO2(g), H2O (l), SO2(g), N2(g), ,标准生成焓和标准燃烧焓,2019/5/31,17,系统在任何状态下,它的焓H必定 大于它 的热力学能U?,2. 对于反应,,其标准,摩尔反应焓等于,的标准摩尔燃烧焓?,3. 若反应,只做体积功的条件下进行,则其,在恒容绝热和,大,于零?,4.,?,2019/5/31,18,三、用,2019/5/31,19,一、2 mol 理想气体从300 K
5、,10 的初态,分别经下列各恒温膨胀过程至终态力 :,可逆膨胀; (2) 在恒定的外压 下膨胀。,求各过程的,解:(1),(2),题目例解,2019/5/31,20,二、试求反应 在225时 的恒 压热效应 Qp 和恒容热效应 QV。已知25时, 在25225之间各物质的平均摩尔热容为: 设气体服从理想气体状态方程。,2019/5/31,21,解:利用已知数据,在初终态之间设计过 程 ,则:,2019/5/31,22,2019/5/31,23,三、已知 液态H2O (l) 的标准摩尔生成焓 ,S (s)的标 准摩尔燃烧焓 SO2氧化成SO3的反应焓 。1mol SO3溶于1mol H2O(l)
6、中生成 H2SO4 (l)的溶解热 试求H2SO4 (l)的 = ?,2019/5/31,24,解:(1) 根据热化学方程式求解,2019/5/31,25,热化学方程式可以相加减,其代数和对应系统状态变化的净结果。,+,2019/5/31,26,解:(2) 按照框图描述的过程求解:,2019/5/31,27,理解与讨论,一、概念题 1在使用物质的量时,必须指明物质的基本单元。 (对,错) 2实际气体分子间引力使气体的压缩因子。 (增大,减小) 3一种物质的临界温度是一定的。(对,错) 4在101325 Pa的压力下,5的冰和5的 水能否平衡共存?(能,不能),2019/5/31,28,2019
7、/5/31,29,11. 在理想气体混合物中,各组分的分压之比等于它们 的摩尔分数之比。 (对,错) 12. 金刚石的标准摩尔燃烧焓等于石墨的标准摩尔燃烧 焓。 ( 对、错) 13. 为使某气体经恒温压缩而液化,其温度必须高于临 界温度。 (对,错) 14. 理想气体经绝热可逆压缩后,温度 。(变 化,不变化) 15. 对于反应,其标准摩尔反应焓就等于的标准摩尔燃 烧焓。 (对,错),2019/5/31,30,二、0.700 g的液态丙酮 在氧弹量热计中完全燃烧,实验测得25的 。试计算丙酮的摩尔燃烧焓 。 丙酮的摩尔质量为58.08,解:,2019/5/31,31,三、右面是水的相图,试完成
8、下面的问题: 1. 在平衡线 oa、ob、oc 上,温度和压力 间的关系服从同一关系式,试写出这个 关系式; 2. 水的三相点与水的冰点的温度是否相 同?根据你的回答,分别写出二者的开尔文温度。 3.相图中的 oa 线不能无限延长,为什么? 4.在相图上标明各相区存在的相态。,2019/5/31,32,2. 不同。三相点温度:273.16K; 冰点温度:273.15K 3. 因为在水的临界温度以上,液态水已不存在, 所以 oa 线应止于水的临界温度,即 oa 线不 能无限延长。 4.,解: 1. 克-克方程,2019/5/31,33,热力学定律和热力学 基本方程,2019/5/31,34,一、
9、热力学第二定律的两种表述方式:,Kelvin:从一个热源吸热,使之 完全转化为功,而不产 生其它变化是不可能的。 Clausius:热从低温物体传给高温 物体而 不产生其它变化 是不可能的。,热力学第二定律,2019/5/31,35,二、可逆过程,可逆过程是实际过程的极限,只能趋近 不能达到。它在同样条件下,正逆过程都能 发生,也是可能与不可能过程的分界。,卡诺循环:由两个恒温可逆过程和两个绝 热可逆过程组成。,三、卡诺循环与卡诺定理,提出目的:提供一个度量不可逆程度的标准。,2019/5/31,36,卡 诺 定 理:所有工作于两个温度一定的热源之 间的热机,以可逆热机的效率为最大。,0 不可
10、逆过程 =0 可逆过程 0 不可能过程,热力学第二定律的数学表达式,其 中以可逆过程作为比较的标准。,四、克劳修斯不等式和可逆性判据,2019/5/31,37,可逆过程的热温商只决定于初终态,与路径无关,克劳修斯不等式及不可逆程度:,五、熵与熵增原理,2019/5/31,38,熵增原理:,孤立系统:,绝热系统:,熵的本质:,熵是分子热运动混乱程度的度量,2019/5/31,39,恒温恒容和只做体积功:,恒温恒压和只做体积功:,六、亥氏函数和吉氏函数,2019/5/31,40,七、理想气体, 任何过程,2019/5/31,41,热力学特征:, 恒焓过程,理想气体 的一切过程;( )V,W=0的变
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