热力学公式总结
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物化期末公式总结一、热力学方面的公式1. 热力学第一定律:ΔU = Q + W这个公式表示了能量的守恒,其中,ΔU是系统内能的变化,Q是系统吸收或释放的热量,W是系统对外界做功。
2. 热力学第二定律:ΔS≥0这个公式表示了熵的增加趋势,系统在无限接近绝对零度时,熵趋于最小。
3. 热力学第三定律:绝对零度熵为0这个公式表示了在绝对零度下,熵为0。
4. 焓的变化:ΔH = ΔU + PΔV这个公式表示了焓的变化,其中,ΔH是焓的变化,ΔU是系统内能的变化,P是压强,ΔV 是体积的变化。
5. 熵的变化:ΔS = Q/T这个公式表示了熵的变化,其中,ΔS是熵的变化,Q是系统吸收或释放的热量,T是温度。
二、化学反应方程的计算1. 物质的量与摩尔质量:物质的量n = m/M其中,n是物质的量,m是物质的质量,M是摩尔质量。
2. 化学反应的平衡常数:Kc = ([C]^c[D]^d) / ([A]^a[B]^b)其中,[C]、[D]、[A]、[B]分别表示化学反应中的物质浓度,a、b、c、d分别表示化学反应中物质的摩尔系数。
3. 反应速率与物质浓度的关系:v = k[A]^a[B]^b其中,v表示反应速率,k表示速率常数,[A]、[B]分别表示反应物质的浓度。
三、电化学方面的公式1. Faraday定律:m = nFz其中,m是电化学反应的产物质量,n是电子数,F是法拉第定数,z是电化学反应的化学当量。
2. 电池方程:Ecell = Ecathode - Eanode这个公式表示了电池的电动势,Ecell是电池的电动势,Ecathode是阴极半反应的标准电势,Eanode是阳极半反应的标准电势。
3. 纳仑方程:Ecell = E°cell - (RT/nF)lnQ这个公式表示了电池的电动势,E°cell是标准电动势,R是理想气体常量,T是温度,n 是电子数,F是法拉第定数,Q是反应物质浓度的比值。
第一章气体的pVT关系主要公式及使用条件1.理想气体状态方程式pV (m/ M )RT nRT或pV p(V /n) RTm式中p,V,T 及n 单位分别为Pa,m3,K 及mol。
3,K 及mol。
V m V / n 称为气体的摩尔体3 积,其单位为m-1·mol 。
R=8.314510 J m·ol-1·K -1 ,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2.气体混合物(1)组成摩尔分数y B (或x B) = n B / nAA体积分数 B y V /m, BBy A V m,AA式中n为混合气体总的物质的量。
V m,A 表示在一定T,p 下纯气体 A 的摩AA尔体积。
y A V 为在一定T,p下混合之前各纯组分体积的总和。
m, A y A V 为在一定T,p下混合之前各纯组分体积的总和。
A(2)摩尔质量M m ix y M m/ n M / nB B B BB B B式中m m 为混合气体的总质量,B n n 为混合气体总的物质的量。
上BB B述各式适用于任意的气体混合物。
(3)y n / n p / p V /VB B B B式中p B 为气体B,在混合的T,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为 B的分压力。
VB为B 气体在混合气体的T,p 下,单独存在时所占的体积。
3.道尔顿定律p B = y B p,p pBB上式适用于任意气体。
对于理想气体p B n B RT/V4.阿马加分体积定律*/V n RT pB B此式只适用于理想气体。
第二章热力学第一定律主要公式及使用条件1.热力学第一定律的数学表示式U Q W或'd UδQδWδQ p d VδWa m b规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
式中p amb为环境的压力,W?为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2.焓的定义式H U pV3.焓变(1)H U(pV)式中(pV)为pV乘积的增量,只有在恒压下()()pV p V2V在数值上等于体1积功。
热力学公式总结
一、热力学第一定律
热力学第一定律,也被称为能量守恒定律,表明在一个封闭系统中,能量不能被创造或毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
公式如下:
ΔU = Q + W
其中,ΔU表示系统内能的改变,Q表示系统吸收或释放的热量,W表示系统对外界所做的功。
二、热力学第二定律
热力学第二定律表明,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。
公式如下:
dS/dt ≥ 0
其中,S表示系统的熵,dS/dt表示熵的变化率。
如果dS/dt大于0,则表
示熵增加,如果dS/dt等于0,则表示熵不变。
三、理想气体状态方程
理想气体状态方程表示理想气体的压力、体积和温度之间的关系。
公式如下:PV = nRT
其中,P表示气体的压力,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R表
示气体常数,T表示气体的温度(以开尔文为单位)。
四、热力学第三定律
热力学第三定律表明,绝对零度不能通过有限的降温过程达到。
公式如下:ΔS(T→0) = 0
其中,ΔS表示系统熵的变化,T表示温度。
这个公式表明在绝对零度时,
系统的熵为零。
热力学计算公式整理热力学是研究物质的热与能的转化关系的学科,是广泛应用于化学、物理、工程等领域的重要理论基础。
在热力学计算中,有一系列公式被广泛应用于热力学参数的计算和分析。
1.热力学基本方程:对于一个热力学系统,其内部能量U可以由其热力学状态变量来表示,常用的基本方程有:U=TS-PV+μN其中,U为内部能量,T为温度,S为熵,P为压力,V为体积,μ为化学势,N为摩尔数。
2.热力学函数的计算:(1)焓(H)的计算公式:H=U+PV其中,H为焓,U为内部能量,P为压力,V为体积。
(2)外界对系统做的功(W)计算公式:W=-∫PdV其中,W为功,P为压力,V为体积,积分为从初态到末态的过程。
(3)熵(S)的计算公式:dS=dQ/T其中,S为熵,dS为熵的微分,dQ为系统的热量变化,T为温度。
(4) Helmholtz自由能(A)的计算公式:A=U-TS其中,A为Helmholtz自由能,U为内部能量,T为温度,S为熵。
(5) Gibbs自由能(G)的计算公式:G=U-TS+PV其中,G为Gibbs自由能,U为内部能量,T为温度,S为熵,P为压力,V为体积。
3.热力学热力学参数的计算:(1)热容的计算公式:Cv=(∂U/∂T)V其中,Cv为定容热容,∂U/∂T为导数,V为体积。
Cp=(∂H/∂T)P其中,Cp为定压热容,∂H/∂T为导数,P为压力。
(2)趋近于绝对零度时的熵变ΔS的计算公式:ΔS = Cvln(T2/T1) + Rln(V2/V1)其中,ΔS为熵的变化,Cv为定容热容,T2和T1为温度的变化,R 为气体常数,V2和V1为体积的变化。
(3)等温过程中的吸热计算公式:q=ΔH=nCpΔT其中,q为吸热,ΔH为焓的变化,n为物质的摩尔数,Cp为定压热容,ΔT为温度的变化。
(4)等温过程中的做功计算公式:w=-ΔG=PΔV其中,w为做功,ΔG为Gibbs自由能的变化,P为压力,ΔV为体积的变化。
第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3) V V p p n n y ///B B B B *===式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律*/B B V n RT p =此式只适用于理想气体。
第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'a m bδδδd δd U Q W Q p V W=+=-+ 规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
物理化学主要公式及使用条件第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AV y A m ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3)V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
热一定律总结一、 通用公式ΔU = Q + W绝热: Q = 0,ΔU = W 恒容W ’=0:W = 0,ΔU = Q V恒压W ’=0:W =-p ΔV =-ΔpV ,ΔU = Q -ΔpV ΔH = Q p 恒容+绝热W ’=0 :ΔU = 0 恒压+绝热W ’=0 :ΔH = 0焓的定义式:H = U + pV ΔH = ΔU + ΔpV典型例题:思考题第3题,第4题;二、 理想气体的单纯pVT 变化恒温:ΔU = ΔH = 0变温: 或或如恒容,ΔU = Q ,否则不一定相等;如恒压,ΔH = Q ,否则不一定相等;C p , m – C V , m = R双原子理想气体:C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体:C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2典型例题:思考题第2,3,4题书、三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关或 典型例题:书四、可逆相变一定温度T 和对应的p 下的相变,是恒压过程ΔU ≈ ΔH –ΔnRTΔn :气体摩尔数的变化量;如凝聚态物质之间相变,如熔化、凝固、转晶等,则Δn = 0,ΔU ≈ ΔH ;ΔU = n C V, m d T T 2T1 ∫ ΔH = n C p, md T T2 T1∫ ΔU = nC V, m T 2-T 1 ΔH = nC p, m T 2-T 1ΔU ≈ ΔH = n C p, m d TT 2T 1∫ΔU ≈ ΔH = nC p, m T 2-T 1ΔH = Q p = n Δ H m α βkPa 及其对应温度下的相变可以查表; 其它温度下的相变要设计状态函数不管是理想气体或凝聚态物质,ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数,可以直接用C p,m 计算;或典型例题:作业题第3题 五、化学反应焓的计算其他温度:状态函数法ΔU 和ΔH 的关系:ΔU = ΔH –ΔnRT Δn :气体摩尔数的变化量;典型例题:思考题第2题典型例题:见本总结“十、状态函数法;典型例题第3题” 六、体积功的计算通式:δW = -p amb ·d V恒外压:W = -p amb ·V 2-V 1Δ H m T = ΔH 1 +Δ H m T 0 + ΔH 3α ββα Δ H m TαβΔH 1ΔH 3Δ H m T 0α β可逆相变K:ΔH = nC p, m T 2-T 1ΔH = n C p, m d T T 2T1∫恒温可逆可逆说明p amb = p :W = nRT ·ln p 2/p 1 = -nRT ·ln V 2/V 1 绝热可逆:pV γ= 常数γ = C p , m /C V , m ; 利用此式求出末态温度T 2,则W =ΔU = nC V , m T 2 – T 1或:W = p 2V 2 – p 1V 1/ γ–1典型例题: 书,作业第1题 七、p -V 图斜率大小:绝热可逆线 > 恒温线 典型例题:如图,A→B 和A→C 均为理想气体变化过程,若 B 、C 在同一条绝热线上,那么U AB 与U AC 的关系是: A U AB > U AC ; B U AB < U AC ; C U AB =U AC ; D 无法比较两者大小;八、可逆过程可逆膨胀,系统对环境做最大功因为膨胀意味着p amb ≤ p ,可逆时p amb 取到最大值p ;可逆压缩,环境对系统做最小功; 典型例题:1 mol 理想气体等温313 K 膨胀过程中从热源吸热600 J,所做的功仅是变到相同终态时最大功的1/10,则气体膨胀至终态时,体积是原来的___倍;九、求火焰最高温度: Q p = 0, ΔH = 0求爆炸最高温度、最高压力:Q V = 0, W = 0 ΔU = 0 典型例题:见本总结“十、状态函数法;典型例题第3题” 十、状态函数法重要设计途径计算系统由始态到终态,状态函数的变化量; 典型例题:1、 将及Θ的水汽100 dm 3,可逆恒温压缩到10 dm 3,试计算此过程的W,Q 和ΔU ;2、 1mol 理想气体由2atm 、10L 时恒容升温,使压力到20 atm;再恒压压缩至体积为1L;求整个过程的W 、Q 、ΔU 和ΔH ;3、 298K 时,1 mol H 2g 在10 mol O 2g 中燃烧H 2g + 10O 2g = H 2Og + g恒容过程恒压过程p 恒温过程绝热可逆过程p V已知水蒸气的生成热Δr H m H2O, g = kJ·mol-1, C p,m H2 = C p,m O2 = J·K-1·mol-1,C p,m H2O = J·K-1·mol-1.a)求298 K时燃烧反应的Δc U m;b)求498 K时燃烧反应的Δc H m;c)若反应起始温度为298 K,求在一个密封氧弹中绝热爆炸的最高温度;十、了解节流膨胀的过程并了解节流膨胀是绝热、恒焓过程典型例题:1、理想气体经过节流膨胀后,热力学能____升高,降低,不变2、非理想气体的节流膨胀过程中,下列哪一种描述是正确的:A Q = 0,H = 0,p < 0 ;B Q = 0,H < 0,p < 0 ;C Q > 0,H = 0,p < 0 ;D Q < 0,H = 0,p < 0 ;十一、其他重要概念如系统与环境,状态函数,平衡态,生成焓,燃烧焓,可逆过程等,无法一一列举典型例题:1、书2、体系内热力学能变化为零的过程有:A 等温等压下的可逆相变过程B 理想气体的绝热膨胀过程C 不同理想气体在等温等压下的混合过程D 恒容绝热体系的任何过程十二、本章重要英语单词system 系统surroundings 环境state function 状态函数equilibrium 平衡态open/closed/isolated system 开放/封闭/隔离系统work 功heat 热energy 能量expansion/non-expansion work 体积功/非体积功free expansion 自由膨胀vacuum 真空thermodynamic energy/internal energy 热力学/内能perpetual motion machine 永动机The First Law of Thermodynamics热力学第一定律heat supplied at constant volume/pressure 恒容热/恒压热adiabatic 绝热的diathermic 导热的exothermic/endothermic 放热的/吸热的isothermal 等温的isobaric 等压的heat capacity 热容heat capacity at constant volume/pressure 定容热容/定压热容enthalpy 焓condensed matter 凝聚态物质phase change 相变sublimation 升华vaporization 蒸发fusion 熔化reaction/formation/combustion enthalpy反应焓/生成焓/燃烧焓extent of reaction 反应进度Kirchhoff’s Law 基希霍夫公式reversible process 可逆过程Joule-Thomson expansion 焦耳-汤姆逊膨胀/节流膨胀isenthalpic 恒焓的。
热力学四大基本公式
热力学是研究物质的热运动的科学,它是物理学的一个分支,是研究物质的热运动的科学。
热力学的研究主要是研究物质的热运动,以及物质的热运动与其他物理量之间的关系。
热力学的研究结果表明,物质的热运动受到温度、压力、体积和其他物理量的影响。
热力学
的研究结果也表明,物质的热运动受到热力学四大基本公式的影响,这四大基本公式是:
热力学四大基本公式是指四组热力学定律,分别是第一定律、第二定律、第三定律和第四定律。
第一定律:能量守恒定律,即能量守恒定理,也称为费米定律。
它表明在任意过程中,系统的能量总和是不变的。
第二定律:熵增定律,即熵增定理,也称为莫尔定律。
它表明在任意热力学过程中,系统
的熵总是增加的。
第三定律:绝对零度定律,即绝对零度定理,也称为绝对零度温度尺定律。
它表明在理论上,温度不可能降到绝对零度,也就是零度摄氏度(-273.15摄氏度)。
第四定律:热力学第四定律是指热力学第四定理,即辛登定律。
它表明在温度相同的条件下,各种物质的熵总是相等的。
热力学四大基本公式的研究结果为热力学的研究和应用提供了重要的理论基础,它们也为热力学的应用提供了重要的理论指导。
热力学四大基本公式的研究结果也为热力学的应用提供了重要的理论指导,它们也为热力学的应用提供了重要的理论指导。
热力学四大基本
公式的研究结果也为热力学的应用提供了重要的理论指导,它们也为热力学的应用提供了
重要的理论指导。
四个热力学基本公式巧记热力学是研究能量转化和能量传递的理论,它以一系列基本方程和公式来描述和分析热力学系统的性质和行为。
在学习热力学时,有四个基本公式非常重要,它们是:1.热力学第一定律:能量守恒定律。
热力学第一定律是能量守恒的表达方式,它指出系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去系统所做的功。
数学上表达为:ΔU=Q-W其中,ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统从外界吸收的热量,W 表示系统对外界所做的功。
这个公式告诉我们能量既不能被创造也不能被毁灭,只能转化形式。
2.热力学第二定律:熵增原理。
热力学第二定律是判断一个过程的方向和可能性的基本原理。
它表明在一个孤立系统中,熵(表示系统的无序度)总是不断增加,只有在特定条件下,系统的熵才会保持不变。
这个定律可以通过下面的公式来表达:ΔS≥0其中,ΔS表示系统的熵变。
熵增原理告诉我们永远无法将热量完全转化为有用的功,总会有一部分能量损失为无序的热量。
3.热力学第三定律:绝对零度不可达到。
热力学第三定律规定在有限步骤内,任何物体都无法降低温度至绝对零度。
这个定律可以用以下公式来表示:lim(T→0) S = 0其中,T表示温度,S表示熵。
这个公式表明在温度趋近于绝对零度时,熵趋近于零,但永远无法达到零。
4.理想气体状态方程。
理想气体状态方程是用来描述理想气体性质的方程,它是热力学中最重要的方程之一、理想气体状态方程可以用以下公式表示:PV=nRT其中,P表示气体的压力,V表示气体的体积,n表示气体的物质的分子数,R表示气体常数,T表示气体的绝对温度。
这个方程表明在一定温度下,理想气体的压力和体积成正比。
这四个热力学基本公式是研究热力学系统时非常重要的工具。
它们帮助我们理解热力学原理,分析系统的性质,预测和计算热力学过程。
熟练掌握这些公式,对于学习热力学和应用热力学原理具有重要意义。
热力学定律公式一、热力学定律1. 热力学第一定律:能量守恒定律(一次动力学)说明:热力学第一定律,又称能量守恒定律,是物理学中长期研究的定律之一,它解释了发生物理和化学变化时能量的守恒,即变化时物质中不能创造或者毁灭能量,只能以多种形式相互转换。
根据定律,考虑任何物理或化学变化,变化前后所有物质的总能量减少、增加或者保持不变,只要能量不会增加或减少,熵值也就守恒了。
2. 热力学第二定律:温度无差异可降低定律说明:热力学第二定律,又称温度差异可降低定律,主要指非完全开放系统的能量变化。
它描述如果将两种不同温度的物质在同一热源中结合,其能量的差异越大,它们的总热量就越小,而它们最终会趋向同一温度,这个标准温度称为热力学平衡。
3. 热力学第三定律:熵递增定律说明:这条定律表明物质的总体熵(不均匀性)在实验室可以观察到的不动变量范围内,总是递增的,熵的定义是描述一个热动力系统的守恒性的度量的物理量。
熵增加表示热动力系统脱离强有序状态,向混乱状态发展。
4. 热力学第四定律:Carnot定律:说明:Carnot定律是描述热机内热量转换机制规律的物理定律,它描述热机之间的效率。
热机是指可以利用热源能量转化为机械能和其他能源的装置,如发动机和内燃机。
简言之,Carnot定律规定热机的效率只与其温度有关,温度越高,效率越高。
二、热力学的应用1. 热量转换热量的转换由热力学的基本定律来决定,一个系统在能量变化的过程中,不可能出现能量的创造或灭活,变量时形式只会改变,典型的转换过程有热机转换、热泵、制冷机和制热机等,热力学定律是这些机器设计和运行的准则。
2. 热物理学热物理学是用来研究物质性质如热容、熵和热导率与温度、压力之间关系的物理学分支,热量动力学方程以及热容性质、熵和热导率的定义都是热力学定律的重要应用。
3. 热交换热的交换受制于热力学的定律,在热交换的过程中,热量随着能量的流动而流动,热交换要么提供也要么消耗能量,如果两个热源直接隔绝而不交换能量,最终会达到一个平衡温度。
热力学三大定律内容及公式
热力学三大定律,又称玻尔定律,是热力学的基础,也是物质传递的基本原理和实验原理。
热力学三大定律分别是第一定律、第二定律和第三定律,它们分别提出了物质传递和能量传递的基本原理,为热力学的发展奠定了基础。
第一定律,也称为热力学定律,即热力学系统的总能量是守恒的,即能量守恒定律。
它定义了保守特性,即热力学系统内外能量发生变化时,系统外能量的增加与系统内能量的减少之和等于零。
记做:ΔE+ΔI=0 其中,ΔE表示系统外的能量的变化,ΔI表示系统内的能量的变化。
第二定律即增温定律,指所有的热耗散都会引起热力学系统的温度升高。
它提出了热机械效率的概念,即热机械效率应与完全机械效率一样,必然<1,记做
η<1。
它定义了热机械过程的不可逆性,即作任何单向热机械过程的逆过程,其热机械效率必然<1,记做η<1。
第三定律即热大定律,也称为热死亡定律,它指出:任何物质最终可以达到的最低温度是一个恒定的,记做T0,它是热源的无穷大与绝热物体的温度。
它定义了热力学系统的无穷小,就是热源的无穷大与绝热物体的温度之间的温差,记做ΔT=T/T0。
热力学三大定律是热力学发展过程中被公认的理论框架,它们就是热力学概念的基本单元,也是我们理解和探究物质传递和能量传递的基础。
热力学计算公式热力学计算公式在物理学和工程学中起着重要的作用。
它们用于描述和预测热力学系统的行为,从而帮助我们理解和解决各种问题。
本文将介绍几个常见的热力学计算公式,并解释它们的应用。
我们来看看热力学第一定律,也被称为能量守恒定律。
它表明能量在系统中的转化是平衡的,即能量既不能被创造也不能被销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律的数学表达式是ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外界做的功。
这个公式可以帮助我们计算系统内能的变化量。
熵是另一个重要的热力学概念。
熵可以用来描述系统的无序程度。
根据热力学第二定律,熵在一个孤立系统中总是增加的。
熵的数学表达式是ΔS = Q/T,其中ΔS表示系统熵的变化量,Q表示系统吸收的热量,T表示系统的温度。
这个公式可以帮助我们计算系统熵的变化量。
热力学中还有一个重要的概念是焓。
焓可以用来描述系统的热力学状态。
焓的数学表达式是H = U + PV,其中H表示系统的焓,U 表示系统的内能,P表示系统的压力,V表示系统的体积。
这个公式可以帮助我们计算系统的焓。
我们来看看热力学中的状态方程。
状态方程描述了物质在不同热力学状态下的性质。
最著名的状态方程是理想气体状态方程,即PV = nRT,其中P表示气体的压力,V表示气体的体积,n表示气体的物质量,R表示气体常数,T表示气体的温度。
这个公式可以帮助我们计算理想气体在不同条件下的性质。
热力学计算公式是研究热力学系统行为的重要工具。
通过应用这些公式,我们可以计算系统内能的变化、熵的变化、焓以及物质在不同热力学状态下的性质。
这些公式为我们理解和解决各种热力学问题提供了有力的支持。
希望本文对读者理解热力学计算公式有所帮助。
第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R = J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3) V V p p n n y ///B B B B *===式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体 4. 阿马加分体积定律 此式只适用于理想气体。
第二章 热力学第一定律主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
式中 p amb 为环境的压力,W ’为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2. 焓的定义式 3. 焓变(1) )(pV U H ∆+∆=∆式中)(pV ∆为pV 乘积的增量,只有在恒压下)()(12V V p pV -=∆在数值上等于体积功。
第一章气体的pVT关系主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式pV =(m/M )RT =nRT或pV m = p(V/n) = RT式中p, V, T及n单位分别为Pa, m3, K及mol。
V m =V /n称为气体的摩尔体积,其单位为m3.mol-1。
R=8.314510 J mol-1-K-1,称为摩尔气体常数。
此式适用丁理想气体,近似地适用丁低压的真实气体。
2. 气体混合物(1)组成摩尔分数y B (或X B) = n B/,n AA体积分数 B = y B V m,B y A V "m,A式中£ n A为混合气体总的物质的量。
V*m,A表示在一定T, p下纯气体A的摩A尔体积。
z y A V%A为在一定T, p下混合之前各纯组分体积的总和。
A(2)摩尔质量M mix = Y B M B=m/n = L M B/' n BB B B式中m=£m B为混合气体的总质量,n=£n B为混合气体总的物质的量。
上述各式适用丁任意的气体混合物。
(3)y B =n B / n = P B / p = V;/V式中p B为气体B,在混合的T, V条件下,单独存在时所产生的压力,称为 B 的分压力。
V B*为B气体在混合气体的T, p下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p, p = % P BB上式适用丁任意气体。
对丁理想气体P B =A B RT/V4. 阿马加分体积定律..*V B = n B RT / p此式只适用丁理想气体。
第二章热力学第一定律主要公式及使用条件1.热力学第一定律的数学表示式U =Q W或 d U = a Q+a W =a Q-a 网V ' W规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
式中P amb为环境的压力,W'为非体积功。
上式适用丁封闭体系的一切过程。
2.焰的定义式H =U pV3.焰变(1) H = U (pV)式中以P V)为P V乘积的增量,只有在包压下A(P V) = P。
-V1)在数值上等丁体积功。
2(2) H = 1 nC p,m dT此式适用丁理想气体单纯pVT变化的一切过程,或真实气体的包压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
4.热力学能(乂称内能)变2U = 1 nC v,m dT此式适用丁理想气体单纯pVT变化的一切过程。
5.包容热和包压热Qv = U ( dV = 0W =' 0Q p = H (d p =0,W' =0)6.热容的定义式(1)定压热容和定容热容C p = aQp/dT =(州 /钉)pC v =8Q V /dT =(印 /可)V(2) 摩尔定压热容和摩尔定容热容C p,m =C p/n =(::Hm/::T)pC v,m =C v/n =(「U m/「T)v上式分别适用丁无相变变化、无化学变化、非体积功为零的包压和包容过程(3) 质量定压热容(比定压热容)C p =C p/m =C p,m/M式中m和M分别为物质的质量和摩尔质量。
(4) C p,m-C v ,m R此式只适用丁理想气体。
7.摩尔蒸发焰与温度的关系T2H m(T2)=. ' vap H m (T1 ),T' : vap C p,m d T■ ':vap或(半v a H n^'T) - C a)p式中"vap C p,m :=C p,m(g)—C p,m(l),上式适用丁包压漆娄发过程。
8.体积功(1)定义式「W —p amb dv或W - 八p a m dV(2) W = -p(V1 -V2 ) = -nR(T2 -T I)适用丁理想气体包压过程。
(3) W = -pa m(V1 -V2 ) 适用丁包外压过程。
.. V2(4) W=- pdV =-nRT ln(V2M) = nRT ln( p2/ p1) 适用丁理想气体包温可VI逆过程。
(5) W = A U = nC v, m(T ")〔适用丁C v,m为常数的理想气体绝热过程。
9.理想气体可逆绝热过程方程(T2/T1户(V2/V I)R =1(T2/T1户(P2/P I)4 =1r(p2/p1)(V2/V1) =1上式中,y=C p,m/C v,m称为热容比(以前称为绝热指数),适用丁C v,m为常数,理想气体可逆绝热过程p, V, T的计算。
10.反应进度-:n B 八B上式适用丁反应开始时的反应进度为零的情况,AnB=nB-盹0 ,死,0为反应前B的物质的量。
V B为B的反应计量系数,其量纲为一。
七的量纲为mol。
11.标准摩尔反应始:r H m = %、B L f H m(B, :)= -'、B L c H m(B,:)式中A f H m(B,E)及A c H m(B,E)分别为相态为'的物质B的标准摩尔生成始和标准摩尔燃烧水含。
上式适用丁■ =1 mol,在标准状态下的反应。
12.上r H m与温度的关系. fl . fl 「2 .一△r H m(T2)=A r H m0)+ " A「C p,m dT式中gm =Z圣押),适用丁包压反应。
13.节流膨胀系数的定义式J =(:T/:P)H已二乂称为焦耳-汤姆逊系数。
第三章热力学第二定律主要公式及使用条件1. 热机效率*•.=-W/Q I =(Q I Q2)/Q I =0 -丁2"式中Q1和Q2分别为工质在循环过程中从高温热源T1吸收的热量和向低温热源T2放出的热。
W为在循环过程中热机中的工质对环境所作的功。
此式适用丁在任意两个不同温度的热源之间一切可逆循环过程。
2. 卡诺定理的重要结论〔=0,可逆循环Q I/E +Q2 /T2』<0,不可逆循环k任意可逆循环的热温商之和为零,不可逆循环的热温商之和必小丁零 3. 炳的定义dS = 0r /T4. 克劳修斯不等式{= 9Q/T,可逆 dS> 8Q/T ,不可逆5. 嫡判据△S i S 。
= AS s y 才 AS a m g > 0 ,不可逆=0,可逆式中iso, sys 和amb 分别代表隔离系统、系统和环境。
在隔离系统中,不可逆过 程即自发过程。
可逆,即系统内部及系统与环境之间皆处丁平衡态。
在隔离系统 中,一切自动进行的过程,都是向嫡增大的方向进行,这称之为 嫡增原理。
此式 只适用丁隔离系统。
6. 环境的嫡变:Samb - Q amb/ Tamb - - Qsys/Tamb7. 嫡变计算的主要公式对丁封闭系统,一切6W =0的可逆过程的AS 计算式,皆可由上式导出(D△S = nC V ,m ln(T 2 /T 1) + nR ln(V 2/V 1)S = nC p,m ln(T 2/TJ nR ln( p 1 / P 2) S = nC v, m ln( P 2/ P i ) nC p,m lnW/VJ上式只适用丁封闭系统、理想气体、 C V , m 为常数,只有P VT 变化的一切过程(2)△ S T = n R n ( V / 衿)n Rl n ( p /, p )此式使用丁 n 一定、理想气体、包温过程或始末态温度相等的过程。
(3)S = nC ,m l n(T /T)虫T2•11 -sA-此式使用丁 n 一定、C p,m 为常数、任意物质的包压过程或始末态压力相等 的过程。
8.相变过程的嫡变A 咯=△百/T aan 一定,在a 和E 两相平衡时衡T, p 下的可逆相变化。
9.热力学第三定律lim S m (完美晶体)=0 s m (完美晶体,0K )=o上式中符号代表纯物质 上述两式只适用丁完美晶体。
10. 标准摩反应嫡rS m (T2^ . :r S m (T1r 12( r C p,m /T)dT上式中A 「C p,m = E *C p,m (B ),适用丁在标准状态下, B化学反应在任一温度下,标准摩尔反应嫡的计算。
11. 玄姆霍兹函数的定义A =U -TS12. 玄姆霍兹函数判据△A 「v J = 0,平衡〔<0,自发13.吉布斯函数的定义G = H -TS14. 吉布斯函数判据只有在包温包压,且不做非体积功的条件下,才可用15. 热力学基本方程式dU =TdS - pdV dH =TdS Vd p d A =—SdT - pdV dG = -SdT Vd p只有在包温包容,且不做非体积功的条件下,才可用 △A 作为过程的判据。
此式使用丁物质的量 反应进度为1 mol 时,任■■■G T ,PJ=0,平衡 \<0,自发△G 作为过程的判据热力学基本方程适用丁封闭的热力学平衡系统所进行的一切可逆过程。
说的更详细些,它们不仅适用丁一定量的单相纯物质,或组成包定的多组分系统发生单纯p, M T变化的过程。
也可适用丁相平衡或化学平衡的系统,由一平衡状态变为另一平衡态的过程。
16.克拉佩龙方程dp/dT = .、;H m/(「::Vm)此方程适用丁纯物质的a相和&相的两相平■衡。
17.克劳修斯-克拉佩龙方程——_ 2 —dln(p/[p]) =(Mp H/RT )dT ln(p2/pj=( vap H m/R)(1/T -I/T2)此式适用丁气-液(或气-固)两相平衡;气体可视为理想气体;V m⑴与V:(g^目比可忽略不计,在「-J的温度范围内摩尔蒸发焰可视为常数。
对丁气-固平衡,上式Avap H m则应改为固体的摩尔升华焰。
第四章多组分系统热力学主要公式及其适用条件1.偏摩尔量:定义:X^ —(1)nB T,p,n c其中X为广延量,如V、U、S......全微分式:d x =(虽]dT + '号dp +£X B dn B(2)[百,p,n B 3p A,nB B总和: X = n B X BB2. 吉布斯-杜玄姆方程在 T 、p 一定条件下,Z n B dX B=。
,或 Z X B dX B=0。
BB此处,X B 指B 的摩尔分数,X B 指B 的偏摩尔量 3. 偏摩尔量间的关系广延热力学量问原有的关系,在它们取了偏摩尔量后,依然存在。
例:H = U + PV n H B = U B + PV B ; A= U - TS n A B = U B - TSB ; G= H - TS n G B = H B - TS B ;-G BTp ,n BdU=TdS-pdV+£ 曲dn BBdH =TdS+Vdp+£ 曲dn BBdA =-SdT - pdV +£ 曲dn BBdG =-SdT +Vdp+£ 曲dn BBB.7,p ,n C 才是偏摩尔量,其余3个均不是偏摩尔量。