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材料物理化学期末整理 (1)热力学第一定律

没时间了,就这个吧!
只整理我自己不太熟悉的。

热力学第一定律

第一章这部分感觉还是南开大学的ppt讲得好。

注意甄别可逆过程(准平衡+无耗散)和准平衡过程(没有不平衡势差)。

第一定律的数学表达$$\Delta U=Q+W$$

状态函数的微分是全微分,对于非状态函数用$\delta$

真热容定义$$C=\frac{\delta Q}{{\rm d}T}$$
Q不是状态函数,C也不是状态函数。但$Q_v$和$Q_p$是状态函数。

注意以上两者关系,对于熔融金属,纯固体,理想气体。

理想气体过程与实验

焦耳实验

  • 水浴$\Delta T=0,Q=0$
  • 向真空膨胀$\Delta V>0,p_e=0,W=0$

等温直接用理想气体状态方程。

等容W为0。$Q_V=\Delta U$
等压$Q_p=\Delta H$
以上的另一项直接用对应的热容直接算出。

绝热可逆过程$TV^{\gamma-1}=c$
绝热不可逆过程要用热力学第一定律。

相变与反应

相平衡温度和压力下是可逆相变。
计算不可逆相变要设计过程,转变成多步可逆相变计算。

反应进度定义$$\begin{aligned}{\rm d}\xi&=\frac{{\rm d}n_B}{v_B}\\\xi&=\frac{\Delta n_B}{b}\end{aligned}$$
显然对于这个式子要考虑反应物和生成物对应的符号。

生成焓f由稳定单质生成某化合物的反应焓。
燃烧焓c完全氧化的反应焓。

反应不在给出温度下,用基尔霍夫方程求。
$$\Delta_rH_m(T)=\Delta_rH_m(298)+\int^T_{298}\sum v_BC_{p,m}(B){\rm d}T$$

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