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物理化學(xué)電子教案—第一章 第一章 熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用 第一章 熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用 1.1 熱力學(xué)概論 熱力學(xué)的研究對(duì)象 熱力學(xué)的方法和局限性 體系與環(huán)境 體系分類 體系分類 體系分類 體系分類 體系的性質(zhì) 熱力學(xué)平衡態(tài) 熱力學(xué)平衡態(tài) 狀態(tài)函數(shù) 狀態(tài)方程 熱和功 1．2 熱力學(xué)第一定律 熱功當(dāng)量 能量守恒定律 熱力學(xué)能 第一定律的文字表述 第一定律的文字表述 第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 1．3 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 功與過(guò)程 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（guasistatic process） 可逆過(guò)程（reversible process） 可逆過(guò)程（reversible process） 常見(jiàn)的變化過(guò)程 常見(jiàn)的變化過(guò)程 1.4 焓 （enthalpy） 1.5 熱容 （heat capacity） 1.5 熱容 （heat capacity） 1.5 熱容 （heat capacity） 1.5 熱容 （heat capacity） 1．6 熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用 Gay-Lussac-Joule實(shí)驗(yàn) Gay-Lussac-Joule實(shí)驗(yàn) 理想氣體的熱力學(xué)能和焓 理想氣體的Cp與Cv之差 一般封閉體系Cp與Cv之差 一般封閉體系Cp與Cv之差 一般封閉體系Cp與Cv之差 一般封閉體系Cp與Cv之差 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 絕熱過(guò)程（addiabatic process) 1.7 實(shí)際氣體 節(jié)流過(guò)程（throttling proces) 節(jié)流過(guò)程（throttling proces) 節(jié)流過(guò)程的U和H 節(jié)流過(guò)程的U和H 焦––湯系數(shù)定義： 轉(zhuǎn)化溫度（inversion temperature) 等焓線（isenthalpic curve) 等焓線（isenthalpic curve) 等焓線（isenthalpic curve) 轉(zhuǎn)化曲線（inversion curve) 轉(zhuǎn)化曲線（inversion curve) 轉(zhuǎn)化曲線（inversion curve) 轉(zhuǎn)化曲線（inversion curve) 決定 值的因素 決定 值的因素 決定 值的因素 實(shí)際氣體的pV-p等溫線 實(shí)際氣體的pV-p等溫線 實(shí)際氣體的 van der Waals 方程 van der Waals 方程 1.8 熱化學(xué) 反應(yīng)進(jìn)度（extent of reaction ） 反應(yīng)進(jìn)度（extent of reaction ） 等壓、等容熱效應(yīng) 等壓、等容熱效應(yīng) 等壓、等容熱效應(yīng) 等壓、等容熱效應(yīng) 熱化學(xué)方程式 熱化學(xué)方程式 熱化學(xué)方程式 壓力的標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 壓力的標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 1.9 赫斯定律（Hess’s law） 赫斯定律 1.10 幾種熱效應(yīng) 化合物的生成焓 化合物的生成焓 化合物的生成焓 自鍵焓估算生成焓 自鍵焓估算生成焓 自鍵焓估算生成焓 離子生成焓 離子生成焓 燃燒焓 燃燒焓 燃燒焓 利用燃燒焓求化學(xué)反應(yīng)的焓變 利用燃燒焓求生成焓 溶解熱 稀釋熱 1.11 基爾霍夫定律 1.12 絕熱反應(yīng) 1.12 絕熱反應(yīng) 1.12 絕熱反應(yīng) 1.13 熱力學(xué)第一定律的微觀說(shuō)明 熱力學(xué)能 功 功 熱 熱和功微觀說(shuō)明示意圖 熱和功微觀說(shuō)明示意圖 熱和功微觀說(shuō)明示意圖 熱容 運(yùn)動(dòng)自由度 運(yùn)動(dòng)自由度 單原子分子的平動(dòng)能 單原子分子的平動(dòng)能 能量均分原理 能量均分原理 JAMES PRESCOTT JOULE JOSEPH LOUIS GAY-LUSSAC JOSEPH LOUIS GAY-LUSSAC WILLIAM THOMSON，Lord Kelvin HESS LINUS CARL PAULING LINUS CARL PAULING KIRCHOFF，GUSTER ROBERT 1.2 熱力學(xué)第二定律 Clausius 說(shuō)法是指明熱傳導(dǎo)的不可逆性 Kelvin說(shuō)法是指明摩擦生熱（即功轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔┑牟豢赡嫘�。這兩種說(shuō)法實(shí)際上是等效的。 Kelvin說(shuō)法也可表示為“第二類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的”。 熵與Carnot循環(huán) 1824年法國(guó)工程師Carnot證明： 理想熱機(jī)中，工作物質(zhì)（理想氣體）在兩個(gè)熱源之間，通過(guò)一個(gè)有兩個(gè)恒溫可逆過(guò)程和兩個(gè)絕熱可逆過(guò)程所組成的特殊可逆循環(huán)工作時(shí)，熱轉(zhuǎn)化為功的比率最大。 Carnot循環(huán)：第二定律發(fā)展中重要里程碑。 3. CD (P4 V4 T4) 總： 卡諾定理：  所有工作在同溫?zé)嵩磁c同溫冷 源之間的熱機(jī)，其效率不可能超過(guò)可逆機(jī)。卡諾循環(huán)是作功效率最高的熱機(jī) 過(guò)程方向的判斷 由Carnot定理知Carnot熱機(jī)是在兩個(gè)熱源間作 功效率最高的熱機(jī)，因而對(duì)任意不可逆熱機(jī)來(lái) 說(shuō)，其效率 比Carnot熱機(jī)的效率都要低，即 由Clausius不等式 熵變的計(jì)算 1.2-2 非等溫過(guò)程k7S紅軟基地

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