热力学第一定律功:δW=δWe+δWf(1)膨胀功δWe=p外dV膨胀功为正,压缩功为负。(2)非膨胀功δWf=xdy非膨胀功为广义力乘以广义位移。如δW(机械功)=fdL,δW(电功)=EdQ,δW(表面功)=rdA。热Q:体系吸热为正,放热为负。热力学第一定律:△U=Q—W焓H=U+pV理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。热容C=δQ/dT(1)等压热容:Cp=δQp/dT=(?H/?T)p(2)等容热容:Cv=δQv/dT=(?U/?T)v常温下单原子分子:Cv,m=Cv,mt=3R/2常温下双原子分子:Cv,m=Cv,mt+Cv,mr=5R/2等压热容与等容热容之差:(1)任意体系Cp—Cv=[p+(?U/?V)T](?V/?T)p(2)理想气体Cp—Cv=nR理想气体绝热可逆过程方程:pVγ=常数TVγ-1=常数p1-γTγ=常数γ=Cp/Cv理想气体绝热功:W=Cv(T1—T2)=11-(p1V1—p2V2)理想气体多方可逆过程:W=1nR-(T1—T2)热机效率:η=212TTT-冷冻系数:β=-Q1/W可逆制冷机冷冻系数:β=121TTT-焦汤系数:μJ-T=HpT=-pTCpH实际气体的ΔH和ΔU:ΔU=dTTUV+dVVUTΔH=dTTHP+dppHT化学反应的等压热效应与等容热效应的关系:Qp=QV+ΔnRT当反应进度ξ=1mol时,ΔrHm=ΔrUm+BBRT化学反应热效应与温度的关系:dTBCTHTH21TTmpB1mr2mr,+=热力学第二定律Clausius不等式:0TQSBABA—熵函数的定义:dS=δQR/TBoltzman熵定理:S=klnΩHelmbolz自由能定义:F=U—TSGibbs自由能定义:G=H-TS热力学基本公式:(1)组成恒定、不作非膨胀功的封闭体系的热力学基本方程:dU=TdS-pdVdH=TdS+VdpdF=-SdT-pdVdG=-SdT+Vdp(2)Maxwell关系:TVS=VTpTpS=-pTV(3)热容与T、S、p、V的关系:CV=TVTSCp=TpTSGibbs自由能与温度的关系:Gibbs-Helmholtz公式pT/GT=-2TH单组分体系的两相平衡:(1)Clapeyron方程式:dTdp=mXmXVTH式中x代表vap,fus,sub。(2)Clausius-Clapeyron方程式(两相平衡中一相为气相):dTdlnp=2mvapRTH(3)外压对蒸汽压的影响:gemggppRTlVppln-=pg是在惰性气体存在总压为pe时的饱和蒸汽压。吉不斯-杜亥姆公式:SdT-Vdp+BBBdn=0dU=TdS-pdV+BBBdndH=TdS+Vdp+BBBdndF=-SdT-pdV+BBBdndG=-SdT+Vdp+BBBdn在等温过程中,一个封闭体系所能做的最大功等于其Helmbolz自由能的减少。等温等压下,一个封闭体系所能做的最大非膨胀功等于其Gibbs自由能的减少。溶液-多组分体系体系热力学在溶液中的应用溶液组成的表示法:(1)物质的量分数:BBnxn=(2)质量摩尔浓度:BBAnmW=(3)物质的量浓度:BBncV=(4)质量浓度B拉乌尔定律AAAppx=亨利定律:xmBcBpkxkmkc===化学势的各种表示式和某些符号的物理意义:气体:(1)纯理想气体的化学势T,pTRTlnpp=+标准态:任意温度,p=pφ=101325Pa。μφ(T)为标准态时的化学势(2)纯实际气体的化学势T,pTRTlnfp=+标准态:任意温度,f=pφ且复合理想气体行为的假想态(即p=pφ,γ=1),μφ(T)为标准态时的化学势。(3)混合理想气体中组分B的化学势BBBT,pT,RTlnx=p+因为BBT,pTRTlnpp=+所以BT,p不是标准态时的化学势,是纯B气体在指定T、p时的化学势。溶液:(1)理想溶液组分的化学势BBBT,pT,RTlnx=p+pBBB,mpT,pTVdp=+所以BT,p不是标准态时的化学势而是温度为T、溶液上方总压为p时,纯液体B的化学势。(2)稀溶液中各组分的化学势溶剂:AAAT,pT,RTlnx=p+AT,p不是标准态时的化学势而是温度为T、溶液上方总压为p时,纯溶剂A的化学势。溶质:BBBT,pT,RTlnx=p+BBxT,pTRTlnkp=+BBBT,pT,RTlnmm=p+BBmT,pTRTlnkmp=+BBBT,pT,RTlncc=p+BBcT,pTRTlnkcp=+BT,p,BT,p,BT,p均不是标准态时的化学势,均是T,p的函数,它们分别为:当xB=1,mB=1molkg-1,cB=1moldm-3时且服从亨利定律的那个假想态的化学势。(4)非理想溶液中各组分的化学势溶剂:AAA,xT,pT,RTlna=p+AT,p不是标准态的化学势,而是aA,x=1即xA=1,γA=1的纯组分A的化学势。溶质:BBB,xT,pT,RTlna=p+B,xB,xBax=BBB,mT,pT,RTlna=p+B,mmBamm=BBB,CT,pT,RTlna=p+B,ccBacc=BT,p,BT,p,BT,p均不是标准态时的化学势,均是T,p...