物理化學(xué)（第四版）課件：相變化應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

§1-9熱力學(xué)第一定律在相變化中的應(yīng)用等溫等壓可逆相變化

U、ΔH、W、Q四個量的計算所以

U＝

H

-nRT

U＝Q＋W因等溫等壓，無非體積功，故ΔH=Q，W=-pΔV=-p(V2-V1)

-nRTΔH=nΔ相變Hm[例]1mol373K、101325Pa的水變?yōu)橥瑴赝瑝旱乃魵?，吸?0600J，計算ΔH、ΔU和W。故W=-nRT=-1mol×8.3145J·K-1·mol-1×373K=-3101J

與水蒸氣相比，忽略水的體積，故(V2-V1)≈Vg,水蒸氣視為理想氣體，Vg=nRT/p，解：

ΔH=Qp=40600J

因?yàn)槭堑葔哼^程，W=-p(V2-V1)ΔU=ΔH-pΔV=ΔH-nRT=(40600-3100)J=37.5

kJ等溫等壓不可逆相變化不在平衡相變溫度和壓力下的相變化，要設(shè)計幾步可逆過程計算ΔU、ΔH，而W和Q根據(jù)具體過程計算。ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3ΔH1=nCp,m(水)

(273.2

K-268.2

K)ΔH2=-nΔfusHmΔH3=nCp,m(冰)

(268.2

K-273.2

K)[例]將一個帶活塞的筒放在373

K的恒溫槽中，筒內(nèi)開始有1molH2O(l)。隨水的蒸發(fā)，活塞克服大氣壓力不斷移動，最后水全部變成同溫同壓的蒸氣。求這個過程的W、Q、ΔU、ΔH。373

K,101325

Pa下，氣化熱40.6kJ·mol-1。課堂測驗(yàn)解：ΔH=Qp=nΔvapHm

=1.0

mol×40.6kJ·mol-1=40.6kJ。W=-nRT

=-1.0

mol×8.3145

J·K-1·mol-1×373

K=-3.1

kJΔU=Qp+W=(40.6-3.1)

kJ=37.5kJ

例：如果將1

molH2O(l)封在小瓶內(nèi)，放在一個傳熱真空容器中，將容器放在373

K的恒溫槽中。設(shè)法打破小瓶，水變成蒸氣，恰好使容器內(nèi)也是101325

Pa。求這個過程的W、Q、ΔU、ΔH。解：這時ΔU、ΔH與上面相同，因?yàn)閁和H是狀態(tài)函數(shù)。但Q和

W與上面不同。因?yàn)槭钦婵照舭l(fā)，外壓為0，所以W=0ΔU=Q

=37.5kJ1

molH2O(l)W=-3.1kJQ=ΔH=40.6kJpex=101325

Pa1

molH2O(g)W=0kJQ=ΔU=37.5kJpex=0

PaW、Q按實(shí)際過程計算思考：在一個玻璃瓶中發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)前后p、V、T均

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