文档介绍：第二节热力学第一定律
热和功
热:系统与环境之间由于温差而引起的热量交换。“Q”,热力学规定:系统从环境吸收热取正值,Q>0;系统向环境放热取负值,Q<0 。
功:系统与环境间除了热以外的能量交换形式。“W”,热力学规定:系统从环境得功取正值,W >0;系统对环境做功取负值,W <0 。
功
体积功
非体积功
体积功的计算
热力学能
系统中各种能量的和,“U”,由三部分组成:
分子的动能:温度的函数
分子间相互作用的势能:体积的函数
分子内部的能量:系统无化学反应和相变化的情况下,此部分能量的变化
对于无化学反应的理想气体系统,分子间没有作用力,分子势能不存在,可变的只有分子的运动动能。所以,理想气体的热力学能只是温度的函数,即U= f (T)。
单原子分子理想气体:
系统热力学能绝对值无法确定,实际问题中,通常应用热力学能的变化值。
热力学第一定律
能量守恒定律,是实践的总结,主要有两种表述方法:
不供给能量而可连续不断产生能量的机器,即第一类永动机是不可能实现的。
自然界中能量在不同形式之间转化,在转化过程中总值不变。
数学表达式:
恒容热、恒压热及焓
恒容热
系统进行不做非体积功的恒容过程时与环境交换的热,称为恒容热,Qv。
不做非体积功的恒容过程中,封闭系统吸收的热量等于系统热力学能的增量;系统减少的热力学能全部以热的形式传给环境。
恒压热及焓
系统进行不做非体积功的恒压过程时与环境交换的热,称为恒压热,Qp。
恒压过程:
令
则
焓
焓,H=U+pV,无明确物理意义,系统广延性质
系统热力学能绝对值无法确定,所以焓的绝对值也无法确定,实际问题中,通常应用焓的变化值。
系统的状态函数
并非只有恒压过程采用焓变,只是在恒压过程中
焓和热力学能一样,只是温度的函数,即H= f (T)。
单原子分子理想气体:
作业
P55页:7、8