内能(热力学能)
系统内部运动能量的总和。内部运动包括分子的平动、转动、 振动以及电子运动和核运动。 符号:U ,单位:kJ。 对于一个给定的系统,其内能有一个固定的值。
内能的特征: 状态函数:系统的内能由它的状态决定
无绝对数值:不能测得系统微粒拥有的能量的准确值,但能测出
系统发生化学和物理变化前后的改变量。
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第一章 热化学与能源 第一章 热化学
状态函数的特点
状态函数是状态的单值函数,状态一定,其值一定。 当系统的状态发生变化时,状态函数的变化量只与系统的始态和末 态有关,而与变化的实际途径无关。 体系的状态函数是相互关联的。如理想气体状态方程: pV=nRT,p,V,n,T四个状态函数,确定任意三个就可以知道第四个,体 系的状态就确定了。
∆U = U终 - U始
U1 0 U 2 0
数字和单位表明变化量;
正负表明能量转移的方向;
H 2O(g)
• 当U终> U始, ∆U为正,表示系统从环境中得到能量 • 当U终 > U始, ∆U为负,表示系统失去能量并传递给环境 始态和终态分别表示反应物和产物所处的状态。
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第一章 热化学与能源 第一章 热化学
pV nRT
n: 物质的量 mol; R:摩尔气体常数 8.314J· k-1· mol-1 T:温度 k
例 1 mol理想气体从始态100kPa, 22.4dm3经等温恒外压
解 终态平衡时的体积为: V2 p1V1 / p2 100000 Pa 22.410-3 m3 / 50000 Pa 44.810-3 m3
F为外界环境作用在活塞上的力 p外 = F / A,l = ΔV / A,因此,体积功 = – p外 Δ V