物理化学第一定律PPT公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1 mol水蒸气（HO，g）在100，101.325 kPa下所有凝结成液态水。求过程功。假设：相对于水蒸气体积，液态水体积能够忽略不计。,2.2,H,2,O(l),100,101.325kPa,H,2,O(g)100,101.325kPa,W=,p,环,(,V,2,V,1,)=,p,(,V,1,)nRT,=1,8.314 373.15,3102.4J,10/10/,1,第1页,第1页,始态为25，200kPa5 mol理想气体,经a,b两不同路径抵达相同末态。路径a先经绝热膨胀到 28.57 ，100kPa，步骤功Wa=5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa末态,步骤热Qa=25.42kJ。路径b为恒压加热过程。求路径bWb及Qb。,5,mol,Pg,p,1,=200kPa,T,1,25,5,mol,Pg,p,2,=100kPa,T,2,-28.57,5,mol,Pg,p,3,=200kPa,T,3,(1)绝热,(2)恒容,2.5,路径b 恒压,10/10/,2,第2页,第2页,5,mol,Pg,p,1,=200kPa,T,1,25,5,mol,Pg,p,2,=100kPa,T,2,-28.57,5,mol,Pg,p,3,=200kPa,T,3,(1)绝热,(2)恒容,T,3,=2,T,2,2,（273.15,28.57）489.16 K,U,Q,a,W,a,Q,b,W,b,W,b,=,p,环,(,V,3,V,1,)nR,T,=5,8.314 191.01,7940.3J,Q,b,（,Q,a,W,a,）,W,b,=,(25.425.57)+7.94=27.79 kJ,路径b 恒压,10/10/,3,第3页,第3页,某,抱负气体,C,Vm,=,3/2,R。,今有该气体5mol在恒容下温度升高50。求过程,W,Q,U,及,H,.,W=,0,2.8,5mol抱负气体,T,1,V,1,5mol抱负气体,T,2,=,T,1,+50,V,2,=,V,1,恒容,Q,=,U,=,nC,Vm,T,=5,3/2R 50=3.118,10,3,J,H,=,nC,pm,T,=5,5/2R 50=,5.196,10,3,J,10/10/,4,第4页,第4页,4mol某,抱负气体，C,p,m,=7/2R。,由始态100kPa,100dm,3,先恒压加热使体积增大到150dm,3,，再恒容加热使压力增大到150kPa。求过程,W,Q,U,和,H.,U,n,C,V,m,(,T,3,T,1,),=,C,V,m,(,p,3,V,3,p,1,V,1,)/R=18750J,H,n C,p,m,(,T,3,T,1,),=C,p,m,(,p,3,V,3,p,1,V,1,)/R=31250J,W,=W,1,+,W,2,=W,1,=,p,2,(,V,2,V,1,),=100,10,3,Pa,(150100),10,3,m,3,=5000J,Q=,U,W=,18750+5000=23750J,2.11第四版,4,mol,Pg,p,1,=100kPa,V,1,=100dm,3,4 mol,Pg,p,2,=100kPa,V,2,=150dm,3,4 mol,Pg,p,3,=150kPa,V,2,=150dm,3,3,(1)恒压,(2)恒容,10/10/,5,第5页,第5页,解法2,10/10/,6,第6页,第6页,10/10/,7,第7页,第7页,1mol某,抱负气体于27，101.325kPa始态下,先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至97，250.00kPa。求过程,W,Q,U,H,。已知气体,C,V,m,=20.92,JmolK,-1,。,2.11第五版,1mol,Pg,T,1,=300K,p,1,=101.325kPa,1 mol,Pg,T,2,=,T,1,=300K,p,2,=,1 mol,Pg,T,3,=370K,p,3,=250.00kPa,(1)恒温,(2)恒容,10/10/,8,第8页,第8页,U,n,C,V,m,(,T,3,T,1,),=20.92(370300)=1464J,H,n C,p,m,(,T,3,T,1,),=（20.92+8.314）(370300)=2046J,p,2,=,p,3,T,2,/,T,3,=250 300/370=202.70kPa,W,=W,1,+,W,2,=W,1,=,p,2,(,V,2,V,1,)=,nRT,(1,p,2,/,p,1,),=8.314,300,(1 202.70/101.325),=2496 J,Q=,U,W=,1464 2496=1032J,1mol,Pg,T,1,=300K,p,1,=101.325kPa,1 mol,Pg,T,2,=,T,1,=300K,p,2,=,1 mol,Pg,T,3,=370K,p,3,=250.00kPa,(1)恒温,(2)恒容,10/10/,9,第9页,第9页,容积为0.1m,3,恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0,，4molAr(g)及150,，2molCu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度及过程,H.,已知：Ar(g)和Cu(s)摩尔定压热容 C,p,m,分别为20.786 JmolK,1,及24.435 JmolK,1,，且假设均不随温度而变。,Q=,0，,W,=0，,U,0,U,U,Ar(g)+,U,Cu(s),=0,U,n C,V,m,Ar(g)(,T,T,1,)+,n C,p,m,Cu(s),(,T,T,2,),=0,T=347.38 K,H,=n C,p,m,Ar(g)(,T,T,1,)+,n C,p,m,Cu(s),(,T,T,2,),=2469J,2.15,10/10/,10,第10页,第10页,已知水在100,，101.325 kPa下摩尔蒸发焓,vap,H,m,=,40.668 kJmol,-1,，试分别计算下列过程,Q,W,U,及,H,。,（1）在100,，101.325 kPa下，1kg水蒸发为水蒸汽；,（2）在恒定100,真空容器中，1kg水所有蒸发为水蒸汽，并且水蒸汽压力正好为101.325 kPa。,2.21,n mol H,2,O(l),100,101.325kPa,n mol H,2,O(g)100,101.325kPa,（1）T p,（2）向真空蒸发,n=,1000/18=55.56 mol,10/10/,11,第11页,第11页,恒压、,W,=0,过程，,Q,p,=,H,n,vap,H,m,=55.56mol,40.668 kJmol,-1,=2259kJ,W,=p(V,g,V,l,)=pV,g,=nRT,=,55.56,8.314 373.15=,172.3,10,3,J=172.3 kJ,U,Q+,W,=,2259,172=2087 kJ,n mol,H,2,O(l),100,101.325kPa,n mol,H,2,O(g)100,101.325kPa,（1）T p,10/10/,12,第12页,第12页,向真空蒸发，,p,环,=0，,W,=0，,Q=,U,过程（2）与过程（1）始终态相同，因此两过程,U及,H,相同。,Q=,U,=2087 kJ，,H,2259kJ,n mol H,2,O(l),100,101.325kPa,n mol H,2,O(g)100,101.325kPa,（2）向真空蒸发,p,amb,=0,10/10/,13,第13页,第13页,已知水(H,2,O,l)在100,摩尔蒸发焓,vap,H,m,=,40.668 kJmol,-1,，水和水蒸汽在25100,间平均摩尔定压热容分别为C,p,m,(,H,2,O,l,)=75.75,Jmol,-1,K,-1,和,C,p,m,(,H,2,O,g,)=33.76,Jmol,-1,K,-1,。求在25,时水摩尔蒸发焓,。,2.26,10/10/,14,第14页,第14页,某双原子理想气体1mol从始态350K，200kPa经过以下四个不同过程达到各自平衡态，求各过程功W。,（1）恒温可逆膨胀到50kPa；,（2）恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；,（3）恒温向真空膨胀到50kPa；,（4）绝热可逆膨胀到50kPa；,（5）绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀。,2.38,10/10/,15,第15页,第15页,10/10/,16,第16页,第16页,10/10/,17,第17页,第17页,10/10/,18,第18页,第18页,10/10/,19,第19页,第19页,25,下，密闭恒容容器中有10g固体萘C,10,H,8,(s)在过量O,2,(g)中完全燃烧成,C,O,2,(g)和H,2,O(l)。过程放热401.727 kJ。求：,（1）C,10,H,8,(s)+12O,2,(g)=10,C,O,2,(g)+4H,2,O(l)反应进度；,（2）C,10,H,8,(s),（3）C,10,H,8,(s),2.27,10/10/,20,第20页,第20页,25,下，密闭恒容容器中有10g固体萘C,10,H,8,(s)在过量O,2,(g)中完全燃烧成,C,O,2,(g)和H,2,O(l)。过程放热401.727 kJ。求：,（1）C,10,H,8,(s)+12O,2,(g)=10,C,O,2,(g)+4H,2,O(l)反应进度；,（2）C,10,H,8,(s),（3）C,10,H,8,(s),10/10/,21,第21页,第21页,已知25,甲酸甲酯原则摩尔燃烧焓 为-979.5kJmol,-1,甲酸（HCOOH,l）、甲醇（CH,3,OH,l）、水（H,2,O,l）及二氧化碳（,C,O,2,g）原则摩尔生成焓分别为 -424.72kJmol,-1,，-238.66kJmol,-1,-285.83kJmol,-1,及-393.509 kJmol,-1,。应用这些数据求25,时下列反应原则摩尔反应焓。,HCOOH(l)+CH,3,OH(l)=H,C,OOCH,3,(l)+H,2,O(l),2.31,10/10/,22,第22页,第22页,10/10/,23,第23页,第23页,10/10/,24,第24页,第24页,+2O,2,+2O,2,10/10/,25,第25页,第25页,思考题,2.一气体从某一状态出发，经绝热可逆压缩或经恒温可逆压缩到一固定体积，哪种压缩过程所需功大，为何？假如是膨胀，情况又将如何？,10/10/,26,第26页,第26页,绝热过程Q=0 U=w,10/10/,27,第27页,第27页,