W是指体系对环境所做的功, W=20J表示体系对环境做功20J, W=-10J表示环境对体系做功10J (2)功和热与途径的关系 通过理想气体恒温膨胀来说明这个问题 1×105P 4×105Pa △T=0 1×105Pa 16 dm 4 dm 3 16dm3 先考察途径A, 反抗外压p=1×105Pa,一次膨胀, 2 VA=p△V=1x105Pa×(16-4)×10-3m3 4×105Pa 1200J 4 dm
W 是指体系对环境所做的功， W = 20 J 表示体系对环境做功 20 J， W = －10 J 表示环境对体系做功 10 J 。 先考察途径 A， 反抗外压 p = 1 10 5 Pa， 一次膨胀， WA = p V = 1 10 5 Pa ( 16 － 4 ) 10 －3 m3 = 1200 J 4 10 5 Pa 4 dm3 1 10 5 Pa 16 dm3 (2) 功和热与途径的关系 通过理想气体恒温膨胀来说明这个问题。 4 10 5 Pa 4 dm 3 T = 0 1 10 5 Pa 16 dm 3
途径B,分两步膨胀, 1)先反抗外压p1=2×105Pa膨 胀到8dmi W1=p外△v 2×105Pa×(8-4)×10-3m3 800J 2)再反抗外压p2=1×105Pa 膨胀到16dm 1×105Pa W2=p外△V 16 dm ×105×(16-8)×10-3 800(J) 2×105Pa Wa=W1+W,=800+800 8 dm 4×105Pa B 1600(J) m
W1 = p外 V = 2 10 5 Pa ( 8 － 4 ) 10－3 m3 = 800 J 途径 B，分两步膨胀， 1 ) 先反抗外压 p1 = 2 10 5 Pa 膨 胀到 8 dm3 2 10 5 Pa 8 dm3 4 10 5 Pa 4 dm3 WB = W1 + W2 = 800 + 800 = 1600 ( J ) W2 = p外 V = 1 10 5 ( 16 － 8 ) 10－3 = 800 （J） 1 10 5 Pa 16 dm3 2 ) 再反抗外压 p2 = 1 10 5 Pa 膨胀到 16 dm3
途径不同,完成同一过程时,体系的功不相等。 再看两种途径下的热量Q 由于是理想气体体系, 当△T=0,所以△U=0。 途径A,ΔU=Q一W,Q=△U+W 0+1200=1200(J) 途径B,ΔU=Q一WB,Q=△U+WB 0+1600=1600(J)。 因此,热量Q也和途径有关。 功和热与U不同,只指出过程的始终态,而不指出具体途径 时,是不能计算功和热的
途径不同，完成同一过程时，体系的功不相等。 途径 A ， U = Q － WA ， Q = U + WA = 0 + 1200 = 1200 ( J ) ， 途径 B ， U = Q － WB ， Q = U + WB = 0 + 1600 = 1600 ( J ) 。 因此，热量 Q 也和途径有关。 功和热与 U 不同，只指出过程的始终态，而不指出具体途径 时，是不能计算功和热的。 再看两种途径下的热量 Q 。 由于是理想气体体系， 当 T = 0 ，所以 U = 0
3、理想气体的内能 法国盖·吕萨克在1807年,英国焦耳在1834年做了如下实验。 连通器放在绝热水浴中,A侧充满 “理想气体”,B侧抽成真空。打开 中间阀门,使气体向真空膨胀 ATB 实验结果表明,膨胀完毕后,水 浴的温度没有变化,ΔT=0。说明体 系与环境之间无热交换Q=0 又因是向真空膨胀,p外=0,所以W=p外ΔV=0。根据 热力学第一定律△U=Q-W=0-0=0 实验过程中气体的体积、压强均发生了变化,但由于温度没 有变化,故内能不变。理想气体的内能只是温度的函数。 在后续的物理化学课程中,将从理论上证明这一点
A B 连通器放在绝热水浴中，A 侧充满 “理想气体”，B 侧抽成真空。打开 中间阀门，使气体向真空膨胀。 实验过程中气体的体积、压强均发生了变化，但由于温度没 有变化，故内能不变。理想气体的内能只是温度的函数。 在后续的物理化学课程中，将从理论上证明这一点。 3、理想气体的内能 法国盖·吕萨克在 1807 年，英国焦耳在 1834 年做了如下实验。 实验结果表明，膨胀完毕后，水 浴的温度没有变化， T = 0。说明体 系与环境之间无热交换 Q = 0 。 又因是向真空膨胀， p外 = 0 ， 所以 W = p外 V = 0 。根据 热力学第一定律 U = Q － W = 0 － 0 = 0
第二节热化学 化学反应的热效应 当生成物的温度恢复到反应物的温度时,化学反应中所吸收 或放出的热量,称为化学反应热效应,简称反应热。 化学反应热要反映出与反应物和生成物的化学键相联系的能量 变化,一定要定义反应物和生成物的温度相同,以消除因反应物和 生成物温度不同而产生的热效应
第二节 热 化 学 一、化学反应的热效应 当生成物的温度恢复到反应物的温度时，化学反应中所吸收 或放出的热量，称为化学反应热效应，简称反应热。 化学反应热要反映出与反应物和生成物的化学键相联系的能量 变化，一定要定义反应物和生成物的温度相同，以消除因反应物和 生成物温度不同而产生的热效应