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1、00-7-10,1,理想气体恒温,例 物质的量为 n 的理想气体由始态 p1,V1,T 恒温变化压力,体积,到达末态 p2,V2,T,求过程的焓变 H.,H=U+(pV)=U+(nRT),理想气体恒温的单纯 pVT 变化中,U=0,所以H=U+nR(T)=0,计算表明,理想气体作单纯 pVT 变化时其焓不随系统的压力和体积等变化,或者说这种情况下系统的焓只是温度的函数.,00-7-10,2,理想气体恒容升温+恒压压缩，始末温度相同,例 1mol理想气体由202.65kPa,10dm3 恒容升温,使压力升高到2026.5kPa,再恒压压缩至体积为1dm3.求整个过程的W,Q,U,及 H.,因 p
2、1V1=p3V3,所以T3=T1;又因是理想气体,故 U=0,H=0.,Q=W=W2=p2(V3 V2)=202.65 103Pa(110)103m3=18.239kJ,00-7-10,3,理想气体恒外压恒温,例 3 mol单原子理想气体,从始态T1=300 K,p1=100 kPa,反抗恒外压50 kPa作不可逆膨胀,至终态T2=300 K,p2=50 kPa,求这一过程的Q,W,U,H.,U=0,H=0 W=pamb(V2V1)=pamb(nRT/p2nRT/p1)=3.741 kJ Q=W=3.741 kJ,00-7-10,4,理想气体恒压升温,例 2 mol H2 从400 K,100
3、 kPa恒压加热到1000 K,已知Cp,m(H2)=29.2 Jmol1K1,求U,H,Q,W各为多少?,Qp=2 mol29.2 Jmol1K1(1000400)K=35.04 kJ U=H(pV)=HnR(T2T1)=25.06 kJ W=UQ=9.98 kJ,00-7-10,5,理想气体恒压升温，已知定容热容,例 3 mol某理想气体,在101.3 kPa下恒压由20加热到80,计算此过程的Q,W,U,H.已知该气体 CV,m=(31.3813.4103 T/K)Jmol1K1.,U=QW=(7.921.50)kJ=6.42 kJ,W=pamb(V2V1)=nR(T2T1)=38.31
4、4(8020)J=1497 J=1.50 kJ,00-7-10,6,理想气体恒容，已知定压热容,例 3 mol某理想气体由409 K,0.15 MPa经恒容变化到 p2=0.10 MPa,求过程的Q,W,U及H.该气体Cp,m=29.4 Jmol1K1.,T2=p2T1/p1=(0.10409/0.15)K=273 K QV=U=n CV,m T=3 mol(29.48.31)Jmol1K1(409273)K=8.635 kJ W=0,H=U+(pV)=UnRT=8635 J3 mol8.314 Jmol1K1(409273)K=12.040 kJ,00-7-10,7,理想气体绝热压缩,例 某
5、压缩机气缸吸入101.325kPa,25的空气,经压缩后压力提高至192.5kPa,相应使温度上升到79.已知该温度范围内空气的CV,m近似为25.29Jmol1 K1,试求1mol空气压缩过程的W,Q 及系统的U.,W=U=1366J,U=U1=nCV,m(T2T1)=1 25.29(352.15298.15)J=1366J,因是非恒容过程,Q不是恒容热,故Q U,也不能用CV,m直接求非恒容过程的热.,(空气视为理想气体),00-7-10,8,理想气体恒温+恒容升温,例 1mol理想气体由27,101.325kPa受某恒定外压恒温压缩到平衡,再恒容升温至97,则压力升至1013.25kPa
6、.求整个过程的W,Q,U,及H.已知该气体的CV,m恒定为20.92Jmol1 K1.,W=W1=pamb(V2V1)=p2(V2V1)=(p2V2 p3 T2 V1/T3)=nRT2(1p3 T2/p1T3)=1 8.314 300.1511013.23 300.15/(101.325 370.15)J=17.74kJ,pamb=p2=p3 T2/T3,U=nCV,m(T2T1)=1 20.92(9727)J=1.464kJ,H=nCp,m(T2T1)=1(20.92+8.314)(9727)J=2.046kJ,Q=UW=(1.4617.74)kJ=16.276 kJ,00-7-10,9,理
7、想气体3种条件下的升温,(1)dV=0,W=0 QV=U=nCV,m(T2T1)=(1020283)J=56.6 kJ H=nCp,m(T2T1)=10(208.314)283J=80.129 kJ,(2)Q=0,U2=U1=56.6 kJ,H2=H1=80.129 kJ W=U2=56.6 kJ,(3)dp=0,U3=U1=56.6 kJ Qp=H3=H1=80.129 kJ,例 某理想气体,其CV,m=20 Jmol1K1,现有10 mol该气体处于283 K,采取下列不同途径升温至566 K.试计算各个过程的Q,W,U,H,并比较之.(1)体积保持不变;(2)系统与环境无热交换;(3)压力保持不变.,
