(二)热容 的热量称为该系统的热容()特殊标度下C=m4Q 系统的温度升高或降低1K时吸收(或放出) △7→>0△T 有:比热容(c)、摩尔热容cm)、等. 等体过程△=0→△Q=(△U+pV),=(△U/) (△Q Cva>0△T =imn(△U/) △7→>0△T 等压过程△Q2=(AU+pA),=[A(U+p) 定义焓(ntha|py状态函数)H=U+PH(△O=(AMH C-(AO)e= lin(AH=/oA p△7→>0△T△7>0△T aT 比热容:c=C/m,Cp=Cp1m绝热指数:y=C/C
(二)热容 系统的温度升高或降低 1K 时吸收(或放出) 的热量称为该系统的热容 (C)。特殊标度下 有:比热容 (c)、 摩尔热容 (Cmol)、等. T Q C T = →0 lim 等体过程 V Q U p V V U V = 0 = ( + ) = ( ) V V T V T V T U T U T Q C = = = → → ( ) lim ( ) lim 0 0 等压过程 Qp U p V p U pV p = ( + ) = [( + )] 定义焓 (Enthalpy, 状态函数) H =U + pV Q p H p ( ) = ( ) p p T p T p T H T H T Q C = = = → → ( ) lim ( ) lim 0 0 比热容:cV = CV / m, cp = Cp / m 绝热指数: Cp CV = /
(三)内能和焓 定义 内能:微观定义:U=U,+U 操作定义:△U=U7-U1=Wm 焓:定义:H=U+p内能和焓都是态函数。 计算 内能:U(r,1)-U0=cCT+/() e: H(T, p)-Ho=Cp dT+g(p) 绝热指数:y=C2/C7
(三)内能和焓 内能: 微观定义: U =Uk +U p 操作定义: U =U f −Ui =Wa d 焓:定义: H =U + pV 内能和焓都是态函数。 计算 ( , ) ( ) 0 U T V U0 C dT f V T T − = V + ( , ) ( ) 0 H T p H0 C dT g p T T − = p + 定义 内能: 焓: 绝热指数: Cp CV = /
(四)焦耳一汤姆逊效应 T 焦耳一汤姆逊实验 林冷凝器 L 特征绝热节流过程 节流过程:高压气体经过多孔 塞流到低压一侧的稳定流动称 为节流过程。 机 实验表明:常温常压下节流后,一般气体温度下降(T2<T1), 氢、氦等气体温度上升(T2>T1)。这种气体节流膨胀后温度发生 变化的现象称为节流效应,也称焦耳一汤姆逊效应,且T2<T1的 称为正效应,T2>T1的称为负效应。 定义:= H-、>0正效应(电冰箱),反之,负效应
(四)焦耳—汤姆逊效应 焦耳—汤姆逊实验 特征 绝热节流过程 节流过程:高压气体经过多孔 塞流到低压一侧的稳定流动称 为节流过程。 实验表明:常温常压下节流后,一般气体温度下降(T2 < T1), 氢、氦等气体温度上升(T2 > T1)。这种气体节流膨胀后温度发生 变化的现象称为节流效应,也称焦耳—汤姆逊效应,且T2 < T1 的 称为正效应, T2 > T1 的称为负效应。 , 0 1 2 1 2 − − = p p T T 定义: 正效应(电冰箱),反之,负效应
过程分析恒定压强差流动。 ArawwwAE z 左边:外界对系统做功W1=pV T 右边:系统对外界做功W2=p2V2 总作功为W=W1-W2=nV1-n22 P 绝热过程:△Q=0 团 末态 根据热力学第一定律:△=U2-U1=Q+W=pV1-D22 H2=U2+p2V2=U1+pV=H1绝热节流过程是等焓过程! 等焓过程:aH 07/an+/o aH dp=0 aT OH/Op)-1(aH 焦-汤系数:A= (OH /OT)
过程分析 恒定压强差流动。 W =W1 −W2 = p1 V1 − p2 V2 左边:外界对系统做功 W1 = p1 V1 右边:系统对外界做功 W2 = p2 V2 总作功为 绝热过程: Q = 0 根据热力学第一定律: U =U2 −U1 = Q+W = p1 V1 − p2 V2 H2 =U2 + p2 V2 =U1 + p1 V1 = H1 绝热节流过程是等焓过程! 焦-汤系数: V p T T H p H H T C H p p T − = = − = 1 ( / ) ( / ) 等焓过程: = 0 + = dp p H dT T H dH V T
焦耳一汤姆逊系数: pT图上等焓线的斜率 从=0 转 转换曲线:=(m)=0 常见气体的最高上转换温度: y给 M>0 cO2:~1500K,Ar:780K, O2:764K,N2:621K, Ne:231K, H2:202K,下转 <0 He:- 40 K Air: 659 K. 焦-汤效应的徼观解释:气体存在相互作用势能。 排斥势占 主导地位:p→>V个→U→U个→7个→H<0 吸引势点p→>↑→Un↑→U→T↓→以>0
焦耳—汤姆逊系数: p-T图上等焓线的斜率 常见气体的最高上转换温度: CO2 : ~1500 K, Ar: 780 K, O2 : 764 K, N2 : 621 K, Ne: 231 K, H2 : 202 K, He: ~ 40 K, Air: 659 K. = ( ) = 0 p H T 转换曲线: 焦-汤效应的微观解释:气体存在相互作用势能。 排斥势占 主导地位: p → V → Up → Uk → T → 0 吸引势占 主导地位: p → V → Up → Uk → T → 0