热力学公式总结(新)
四个热力学基本公式推导
四个热力学基本公式推导热力学是研究热现象和能量转化规律的科学,其中有四个基本公式在热力学的理论体系中具有极其重要的地位。
这四个公式分别是:dU= TdS PdV、dH = TdS + VdP、dA = SdT PdV、dG = SdT +VdP 。
接下来,我们逐步推导这四个公式。
首先,我们要明确一些基本的热力学概念。
内能(U)是系统内部能量的总和,焓(H)定义为 H = U + PV ,自由能(A)也称为亥姆霍兹自由能,定义为 A = U TS ,吉布斯自由能(G)定义为 G = H TS 。
我们从热力学第一定律和第二定律出发进行推导。
热力学第一定律表示为 dU =δQ δW ,其中δQ 是系统吸收的热量,δW 是系统对外所做的功。
对于可逆过程,δQ = TdS (其中 T 是温度,S 是熵)。
而对于常见的体积功,δW = PdV 。
所以,dU = TdS PdV 。
接下来推导焓的变化公式 dH 。
因为 H = U + PV ,对其求微分可得:dH = dU + PdV + VdP 。
将 dU = TdS PdV 代入上式,得到 dH= TdS PdV + PdV + VdP ,整理后可得 dH = TdS + VdP 。
再看自由能 A 的变化公式 dA 。
因为 A = U TS ,对其求微分得到:dA = dU TdS SdT 。
将 dU = TdS PdV 代入,就有 dA = TdS PdV TdS SdT ,化简后得到 dA = SdT PdV 。
最后推导吉布斯自由能 G 的变化公式 dG 。
由于 G = H TS ,求微分可得:dG = dH TdS SdT 。
把 dH = TdS + VdP 代入,得到 dG =TdS + VdP TdS SdT ,整理可得 dG = SdT + VdP 。
这四个热力学基本公式反映了热力学系统在不同条件下的能量变化规律,具有广泛的应用。
在实际应用中,比如研究化学反应的方向和限度时,吉布斯自由能的变化是一个关键的判断依据。
工程热力学的公式大全
5.梅耶公式: 6.比热比: 外储存能:1. 宏观动能: 2.重力位能:式中g —重力加速度。
系统总储存能:1.p k E E U E ++=或mgz mc U E ++=2212.gz c u e ++=2213.U E = 或u e =(没有宏观运动,并且高度为零)热力学能变化:1.dT c du v =,⎰=∆21dT c u v适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=∆适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用定值比热计算) 3.1020121221t c t c dt c dt c dt c u t vmt vmt v t v t t v ⋅-⋅=-==∆⎰⎰⎰适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用平均比热计算) 4.把()T f c v =的经验公式代入⎰=∆21dT c u v 积分。
适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用真实比热公式计算) 5.∑∑====+++=ni i i ni i n u m U U U U U 1121由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。
6.⎰-=∆21pdv q u适用于任何工质,可逆过程。
7.q u =∆适用于任何工质,可逆定容过程8.⎰=∆21pdv u适用于任何工质,可逆绝热过程。
9.0=∆U适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。
10.W Q U -=∆适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程。
11.w q u -=∆适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ∆-∆=∆热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。
焓的变化:1.pV U H += 适用于m 千克工质2.pv u h +=适用于1千克工质3.()T f RT u h =+= 适用于理想气体4.dT c dh p =,dT c h p ⎰=∆21适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程 5.)(12T T c h p -=∆适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程,用定值比热计算 6.1020121221t c t c dt c dt c dt c h t pmt pmt p t p t t p ⋅-⋅=-==∆⎰⎰⎰适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程用平均比热计算7.把()T f c p =的经验公式代入⎰=∆21dT c h p 积分。
高等物理公式总结-热力学
RT ln
P1 P2
RT
P1V1 P2V2
Q 0 E W
(艾塔)热机效率 (epsilon) 卡诺热机效率 卡诺制冷系数
W Q1 Q2 1 Q 2 1
Q1பைடு நூலகம்
Q1
Q1
Q2 Q2 可能 1
W Q1 Q2
T1 T2 1 T 2 1
T1
T1
T2 可能 1 T1 T2
m 总质量 M 摩尔质量 m' 单分子质量
热力学
w 平均平动动能 n 分子密度
Z 平均碰撞频率 μ 摩尔数
平均自由程 N 分子总数
W功
NA 摩尔分子数
k 玻尔兹 曼常数
R 摩尔气 体常量
vp 最概然速率 v 平均速率 v2 方均根速率
n 2n N P
V kT
NA
2
N m NA M
N 3 N NA Nk R
Q 热量
η (艾塔)热机效率
CV
定容摩尔热容 ε
(epsilon)制冷系 数
CP 定压摩尔热容
μ 2
N m NA M
R NA
k
n N P V kT
Rk3
Nk R
Nk R R NA 3 k T 1 mv2
k
2
2
理想气体状态方程 平动动能公式 理想气体压强公式 1 内能公式 麦克斯韦速率分布函数 最概然速率 平均速率 方均根速率 平均碰撞频率 平均自由行程 功
N
v 0 vdN N
Z 2d2 nv
v 1 1
Z
2d 2 n
V2
W PdV V1
dW PdV
热力学第一定律
Q E W
等体吸热 等压吸热 等温吸热 绝热过程
化工热力学公式总结
化工热力学公式总结1.热平衡公式:对于封闭系统,内能变化等于热变化和功变化之和。
即:ΔU=Q-W其中,ΔU表示内能变化,Q表示系统吸收或放出的热量,W表示系统对外做功。
2.热容公式:热容是单位质量物质温度变化1°C所吸收或放出的热量。
Q=mCΔT其中,Q表示吸收或放出的热量,m表示物质的质量,C表示热容,ΔT表示温度变化。
3.平衡常数(K)公式:对于化学反应:aA+bB↔cC+dD反应的平衡常数(K)定义为反应物浓度的乘积与生成物浓度的乘积之比:K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b其中,[A]、[B]、[C]、[D]表示反应物和生成物的摩尔浓度。
4.反应焓变(ΔH)公式:反应焓变是化学反应进行过程中吸热或放热的量。
根据焓守恒定律,反应焓变可以通过反应物和生成物焓变的差值表示:ΔH=ΣnΔHf(生成物)-ΣmΔHf(反应物)其中,n和m为反应物和生成物的系数,ΔHf表示物质的标准生成焓。
5.反应熵变(ΔS)公式:反应熵变是化学反应进行过程中熵的变化。
根据熵守恒定律,反应熵变可以通过反应物和生成物熵变的差值表示:ΔS=ΣnS(生成物)-ΣmS(反应物)其中,n和m为反应物和生成物的系数,S表示物质的熵。
6.反应自由能变(ΔG)公式:反应自由能变是化学反应进行过程中自由能的变化,可以通过反应物和生成物的自由能差值表示:ΔG=ΣnG(生成物)-ΣmG(反应物)其中,n和m为反应物和生成物的系数,G表示物质的自由能。
7.热力学平衡公式:对于可逆反应,根据吉布斯自由能变可以推导出热力学平衡公式:ΔG=ΔH-TΔS其中,ΔG为反应的吉布斯自由能变,ΔH为反应的焓变,ΔS为反应的熵变,T为温度。
以上是化工热力学中常用的公式总结,这些公式在研究和设计化工过程中起到了重要的作用。
通过应用这些公式,可以计算和预测系统的热力学性质和能量转化,从而优化化工过程的设计和操作。
同时,这些公式也为研究反应机理和确定过程条件提供了理论基础。
热力学公式总结
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
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。
热力学循环功率计算公式
热力学循环功率计算公式
1.卡诺循环功率计算公式:
卡诺循环是一个理想的可逆循环,通过工作物质在两个不同温度下进行热交换,从而实现理论上的最高效率。
卡诺循环功率计算公式如下:Pc=Qh/ηc
其中,Pc为循环的功率,Qh为循环中高温热源吸收的热量,ηc为卡诺循环的热效率。
卡诺循环的热效率(ηc)为:
ηc=1-Tl/Th
其中,Tl为低温热源的温度,Th为高温热源的温度。
根据以上公式,我们可以得出卡诺循环的功率计算公式:
Pc=Qh*(1-Tl/Th)
2.布雷顿循环功率计算公式:
布雷顿循环是一种实际循环,通过蒸汽汽轮机和蒸汽锅炉的组合,实现热能转化为机械能。
布雷顿循环功率计算公式如下:
Pb=Qh-Ql
其中,Pb为循环的功率,Qh为蒸汽锅炉吸收的热量,Ql为冷凝器释放的热量。
根据布雷顿循环的工作原理
Qh=h1-h2
Ql=h3-h4
其中,h1为蒸汽锅炉进口的焓值,h2为蒸汽锅炉出口的焓值,h3为冷凝器进口的焓值,h4为冷凝器出口的焓值。
根据以上公式,可以得出布雷顿循环的功率计算公式:
Pb=(h1-h2)-(h3-h4)
需要注意的是,这里的焓值需要根据具体的热力学性质进行计算,可以通过查表或使用适当的热力学软件进行计算。
综上所述,热力学循环的功率计算公式可以根据循环的性质和工作条件来确定。
卡诺循环的功率计算公式基于循环的热效率,而布雷顿循环的功率计算公式基于循环中吸收和释放的热量。
根据具体的循环情况,选择合适的公式进行计算。
热力学公式总结
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*/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 '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。
热力学公式总结
式中m = m B为混合气体的总质量,B n=為n B为混合气体总的物质的量。
上B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 二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「:二n AA体积分数「B =y B V m,B 八,y A V m,AA式中V皿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。
7 y A V m,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 f Y B M B=m/ n =亠M B P 诵B B B述各式适用于任意的气体混合物(3)y =/ n 二P B / P = V B /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. 道尔顿定律上式适用于任意气体。
对于理想气体P B= nBRT /V4. 阿马加分体积定律*V B = n B 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U 二Q W或dU二3 Q 3 W =3 Q-an Pd 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H -U pV3. 焓变(1)H = U (pV)式中(P V)为P V乘积的增量,只有在恒压下:(P V)二P(V2 -V i)在数值上等于体积功。
热力学中的焓与内能公式整理
热力学中的焓与内能公式整理热力学是物理学中研究物质能量转化和传递规律的一个重要分支。
在热力学中,焓与内能是两个基本概念。
本文将对焓与内能的概念进行解释,并整理其相关公式。
一、焓的概念及公式焓(enthalpy)是物质在定压条件下的热力学函数,常用符号为H。
焓可以理解为系统所含的内能与对外界做功之和:H = U + PV其中,U表示系统的内能,P表示系统的压强,V表示系统的体积。
焓是一种能量的衡量,单位通常为焦耳(J)或卡路里(cal)。
根据理想气体的状态方程PV = nRT,可以将焓的公式进一步展开:H = U + nRT其中,n表示物质的摩尔数,R为气体常数,T表示系统的温度。
该公式适用于理想气体的定压条件下。
二、内能的概念及公式内能(internal energy)是物质所具有的微观粒子的动能和势能之和,常用符号为U。
内能是热力学体系的一个状态函数,它与系统的体积和组成无关。
根据热力学第一定律,内能的变化等于系统所吸收的热量减去对外界所做的功:ΔU = Q - W其中,ΔU表示内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示对外界做的功。
对于定容条件下的内能变化,可以使用以下公式:ΔU = Qv其中,Qv表示定容过程中系统所吸收的热量。
对于定压条件下的内能变化,可以使用以下公式:ΔU = Qp - PΔV其中,Qp表示定压过程中系统所吸收的热量,P表示系统的压强,ΔV表示系统的体积变化。
三、热容的概念及公式热容(heat capacity)是指单位物质吸收热量1焦耳所引起的温度升高,通常用C表示。
根据热容的定义,可以得到以下公式:C = ΔQ/ΔT其中,ΔQ表示系统吸收的热量,ΔT表示系统的温度变化。
对于定容过程的热容,可以使用以下公式:Cv = ΔQv/ΔT其中,Cv表示定容热容。
对于定压过程的热容,可以使用以下公式:Cp = ΔQp/ΔT其中,Cp表示定压热容。
四、海伦-富克定律根据海伦-富克定律,理想气体的焓变可以表示为:ΔH = CpΔT其中,ΔH表示焓的变化。
工程热力学公式知识点总结
工程热力学公式知识点总结热力学是研究热现象和能量转化的一门物理学科。
它不仅适用于工程领域,也适用于物理、化学、地质等领域。
热力学公式是热力学知识的重要组成部分,掌握好热力学公式可以帮助工程师更好地理解和应用热力学知识。
本文将对工程热力学公式知识点进行总结,并进行详细解释。
1. 热力学基本公式1.1 第一定律:热力学第一定律也称为能量守恒定律,它表明了能量在物质之间的转化和传递过程中的基本规律。
数学表达式为:\[dU = \delta Q - \delta W\]其中,dU表示系统内能的变化量,\(\delta Q\) 表示系统吸收的热量,\(\delta W\) 表示系统对外做功的量。
1.2 第二定律:热力学第二定律指出了自然界不可逆过程的特性,也就是热量永远不能自发地由低温物体传递到高温物体。
热力学第二定律的数学表达式有多种形式,其中最常见的是开尔文表述和克劳修斯表述。
开尔文表述表示为:\[\oint \frac{dQ}{T} \leq 0\]即,对于任何经过完整循环的过程而言,系统吸收的热量与温度的比值总是小于等于零。
而克劳修斯表述表示为:\[\text{不可能使得热量从低温物体自发地转移到高温物体,而不引入外界作用。
}\]1.3 熵增原理:熵是描述系统混乱程度或者无序性的物理量,熵增原理指出了自然界中系统总是朝着熵增长的方向发展。
数学表达式为:\[\Delta S \geq \frac{\delta Q}{T}\]其中,\(\Delta S\)代表系统的熵增量,\(\frac{\delta Q}{T}\)表示系统的对外吸收的热量与温度的比值。
2. 热力学循环公式2.1 卡诺循环公式:卡诺循环是一个理想的热力学循环,它包括两个绝热过程和两个等温过程。
卡诺循环可以用来评价热能机械的性能,其热效率被称为卡诺热效率。
卡诺热效率的数学表达式为:\[\eta_{\text{Carnot}} = 1 - \frac{T_c}{T_h}\]其中,\(\eta_{\text{Carnot}}\)表示卡诺热效率,\(T_c\)表示循环的低温端温度,\(T_h\)表示循环的高温端温度。
热力学公式总结
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*/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 '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。
热力学公式总结
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与。
(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 '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。
工程热力学的公式大全
工程热力学的公式大全1.理想气体状态方程:PV=nRT其中,P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T为气体的温度。
2.纯物质的热力学性质:(1)热容量:C=Q/ΔT其中,C为热容量,Q为吸热或放热的热量,ΔT为温度的变化。
(2)比热容量:c=Q/(m*ΔT)其中,c为比热容量,m为物质的质量。
(3)比熵:s=Q/T其中,s为比熵,Q为吸热或放热的热量,T为温度。
(4)比焓:h=Q/m其中,h为比焓,Q为吸热或放热的热量,m为物质的质量。
(5)等熵过程中的比热容量:Cp-Cv=R其中,Cp为等压比热容量,Cv为等容比热容量,R为气体常数。
3.热功定理:对于封闭系统,其热功等于系统内热能的减少。
W=Q-ΔU其中,W为热功,Q为吸热或放热的热量,ΔU为系统内能的变化。
4. 理想气体的Carnot热机效率:η=1-(Tc/Th)其中,η为Carnot热机的效率,Tc为冷源的温度,Th为热源的温度。
5.热流量:Q=U*A*ΔT其中,Q为热流量,U为热传导系数,A为传热面积,ΔT为温度的差异。
6.常见的传热方式:(1)对流传热:Q=h*A*ΔT其中,Q为对流传热量,h为传热系数,A为传热面积,ΔT为温度差异。
(2)辐射传热:Q=ε*σ*A*(T1^4-T2^4)其中,Q为辐射传热量,ε为发射率,σ为辐射常数,A为辐射面积,T1和T2为两个温度。
7.熵的守恒原理:对于封闭系统,熵的增加等于吸热过程中的热量除以绝对温度。
ΔS=Q/T其中,ΔS为熵的变化,Q为吸热或放热的热量,T为温度。
8.凝聚相变和汽化相变的热量计算:Q=mL其中,Q为相变的热量,m为物质的质量,L为潜热。
9.理想气体的质量分数计算:y=n/N其中,y为质量分数,n为其中一种气体的摩尔数,N为所有气体的总摩尔数。
第一章化学热力学基础公式总结
第一章化学热力学基础公式总结1体积功 We = -Pe ^V2 •热力学第一定律的数学表达式 △U = Q +W3 • n mol 理想气体的定温膨胀过程.定温可逆时: V p 2Wmax=-W nRT ln V nRTln才4.焓定义式 H = U + PV在封闭体系中, W ' = 0,体系发生一定容过程 Qv = △ U在封闭体系中, W ' = 0,体系发生一定压过程 Qp = H2 -H1 = △ H5.摩尔热容Cm 定容热容CV(J K-1 mol-1 ):C mU (适用条条件:封闭体系、无相变、无化学变化、适用M 象- ,n fe 意的气体、液体、固体物质W ' =0定容过程 )定压热容CpT2「nC p,m dTW ' =0的定压过程单原子理想气体:Cv,m = 1.5RCp,m = 2.5R 双原子理想气体:Cv,m = 2.5RCp,m = 3.5R多原子理想气体: Cv,m = 3R ,Cp,m = 4R(适用条件:封闭体系、无相变、无化学变化、适用对象:任意的气体、液体、固体物质) Cp,m = Cv,m + R6.理想气体热力学过程△ U H 、Q 、W 和厶S 的总结定容U :nC v,m dTT1T 2H T nC p,m dTQ Q V US nC V,m ln ¥T17•定义:△ fHm 9 (kJmol-1)--标准摩尔生成焓 △ H —焓变;△ rHm —反应的摩尔焓变△ rHm 9 — 298K 时反应的标准摩尔焓变;△ fHm 9 (B) — 298K 时物质B 的标准摩尔生成焓; △ cHm 9 (B) — 298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。
8. 热效应的计算由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变△ rH 9 m = Ev B A fH 9 m ,B由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变△ rH 9 m = -Ev B △cH 9 m ,B9. Kirchhoff (基尔霍夫) 方程T2△ rHm 仃 2) = △ rHm 仃1)+ 丁 C p dT 如果△ Cp 为常数,_则 1 △ rHm 仃 2) = △ rHm 仃1)+ △ Cp ( T2 - T1)10.热机的效率为 W Q Q 2 1QQ 1Q 1对于卡诺热机W Q] Q 2T 1 T 2 T 1R QQQ 1 Q 2=可逆循环过程T 1T 2 -0<不可逆循环过程11熵变定义式(体系经历一可逆过程的热温商之和等于该过程的熵变.)BQ S S B S A( —)RAT12热力学第二定律的数学表达式.对于封闭体系△ S 孤立=△ S 封闭+ △ S 环境 > 0>不可逆过程,自发过程Q 环Q 体一\ 彳S 环境T 环T 环1L=可逆过程,体系达平衡=Ev BS 9 m ,B:△ rH 9 m 仃2)= △ rS 9 m 仃2)=△ rH 9 m 仃1) T +CpdT△rS 9 m (T1) +14.定温定压的可逆相变Sn H皿,相变dS(学) iTi(不等式中,“ >号表示不可逆过程,“=号表示可逆过程 13熵增原理 “ T 坏境温度,对可逆过程也是体系温度.)(孤立体系的熵永不减少) >不可逆过程,自发过程=可逆过程,体系达平衡15化学反应熵变的计算△ rS 9 m 16厶rH 9 m 和厶rS 9 m 与温度的关系△ S 孤立售楼处样板间清洁管理作业标准。
高中热学公式
二、热学:
1、热力学第一定律: W + Q = ∆E
符号法则: 体积增大,气体对外做功,W 为“一”;体积减小,外界对气体做功,W 为“+”。
气体从外界吸热,Q 为“+”;气体对外界放热,Q 为“-”。
温度升高,内能增量∆E 是取“+”;温度降低,内能减少,∆E 取“一”。
三种特殊情况: (1) 等温变化 ∆E=0, 即 W+Q=0
(2) 绝热膨胀或压缩:Q=0即 W=∆E
(3)等容变化:W=0 ,Q=∆E
2 理想气体状态方程:
(1)适用条件:一定质量的理想气体,三个状态参量同时发生变化。
(2) 公式: PV T P V T PV T
111222==或恒量 (3) 含密度式:
P T P T 1112
22ρρ= *3、 克拉白龙方程: PV=n RT=M RT μ (R 为普适气体恒量,n 为摩尔数)
4 、 理想气体三个实验定律:
(1) 玻马—定律:m 一定,T 不变
P 1V 1 = P 2V 2 或 PV = 恒量
(2)查里定律: m 一定,V 不变 P T P T 1122= 或 P T =恒量 或 P t = P 0 (1+t 273) (3) 盖·吕萨克定律:m 一定,T 不变 V T V T V T V t 112===或恒量或V 0 (1+t 273
)
注意:计算时公式两边T必须统一为热力学单位,其它两边单位相同即可。
Welcome !!! 欢迎您的下载,资料仅供参考!。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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*/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 '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。
(2) 2,m 1d p H nC T ∆=⎰此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,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(又称内能)变此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程。
5. 恒容热和恒压热V Q U =∆ (d 0,'0)V W == p Q H =∆ (d 0,'0)p W == 6. 热容的定义式 (1)定压热容和定容热容pVU H +=2,m 1d V U nC T∆=⎰δ/d (/)p p p C Q T H T ==∂∂δ/d (/)V V V C Q T U T ==∂∂(2)摩尔定压热容和摩尔定容热容,m m /(/)p p p C C n H T ==∂∂ ,m m /(/)V V V C C n U T ==∂∂上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。
(3)质量定压热容(比定压热容)式中m 和M 分别为物质的质量和摩尔质量。
(4) ,m ,m p V C C R -= 此式只适用于理想气体。
7. 摩尔蒸发焓与温度的关系21vap m 2vap m 1vap ,m ()()d T p TH T H T C T ∆=∆+∆⎰或 vap m vap ,m (/)p p H T C ∂∆∂=∆式中 vap ,m p C ∆ = ,m p C (g) —,m p C (l),上式适用于恒压蒸发过程。
8. 体积功 (1)定义式V p W d amb -=∂或 V p W d amb ∑-=(2) )()(1221T T nR V V p W --=--= 适用于理想气体恒压过程。
(3) )(21amb V V p W --= 适用于恒外压过程。
(4) )/ln()/ln(d 121221p p nRT V V nRT V p W V V =-=-=⎰ 适用于理想气体恒温可逆过程。
(5) ,m 21()V W U nC T T =∆=- 适用于,m V C 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,m2121(/)(/)1V C R T T V V = ,m2121(/)(/)1p C R T T p p -=,m//p p p c C m CM==1)/)(/(1212=r V V p p上式中,,m ,m /p V C C γ=称为热容比(以前称为绝热指数),适用于,m V C 为常数,理想气体可逆绝热过程p ,V ,T 的计算。
10. 反应进度B B /νξn ∆=上式适用于反应开始时的反应进度为零的情况,B,0B B n n n -=∆,B,0n 为反应前B 的物质的量。
B ν为B 的反应计量系数,其量纲为一。
ξ的量纲为mol 。
11. 标准摩尔反应焓θθθr m B f m B c m (B,)(B,)H H H νβνβ∆=∆=-∆∑∑式中θf m (B,)H β∆及θc m (B,)H β∆分别为相态为β的物质B 的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。
上式适用于ξ=1 mol ,在标准状态下的反应。
12. θm r H ∆与温度的关系21θθr m2r m1r ,m ()()d T p T HT HT C T ∆=∆+∆⎰式中 r ,m ,m B (B)p p C C ν∆=∑,适用于恒压反应。
13. 节流膨胀系数的定义式J T (/)H T p μ-=∂∂T J -μ又称为焦耳-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1211211/)(/)(/T T T Q Q Q Q W -=+=-=η式中1Q 和2Q 分别为工质在循环过程中从高温热源T 1吸收的热量和向低温热源T 2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。
此式适用于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2211//T Q T Q +⎩⎨⎧=<可逆循环不可逆循环,,00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于零。
3. 熵的定义4. 克劳修斯不等式d S {//Q T Q T =>δ, δ, 可逆不可逆5. 熵判据amb sy s iso S S S ∆+∆=∆{0, 0, >=不可逆可逆式中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于平衡态。
在隔离系统中,一切自动进行的过程,都是向熵增大的方向进行,这称之为熵增原理。
此式只适用于隔离系统。
6. 环境的熵变7. 熵变计算的主要公式222r111δd d d d Q U p V H V p S T T T+-∆===⎰⎰⎰ 对于封闭系统,一切'0W δ=的可逆过程的S ∆计算式,皆可由上式导出 (1),m 2121ln(/)ln(/)V S nC T T nR V V ∆=+ ,m 2112ln(/)ln(/)p S nC T T nR p p ∆=+ ,m 21,m 21ln(/)ln(/)V p S nC p p nC V V ∆=+上式只适用于封闭系统、理想气体、,m V C 为常数,只有pVT 变化的一切过程 (2) T 2112ln(/)ln(/)S nR V V nR p p ∆==此式使用于n 一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程。
(3) ,m 21ln(/)p S nC T T ∆=r d δ/S Q T =amby s amb amb amb //S T Q T Q s -==∆此式使用于n 一定、,m p C 为常数、任意物质的恒压过程或始末态压力相等的过程。
8. 相变过程的熵变此式使用于物质的量n 一定,在α和β两相平衡时衡T ,p 下的可逆相变化。
9. 热力学第三定律或 0)0K ,(m =*完美晶体S上式中符号*代表纯物质。
上述两式只适用于完美晶体。
10. 标准摩反应熵)B (Bm B m r ∑=∆θθνS S2r m 2r m 1r ,m 1()()(/)d p S T S T C T T θθ∆=∆+∆⎰上式中r ,m p C ∆=B ,m B(B)p C ν∑,适用于在标准状态下,反应进度为1 mol 时,任一化学反应在任一温度下,标准摩尔反应熵的计算。
11. 亥姆霍兹函数的定义12. 亥姆霍兹函数判据V T A ,∆⎩⎨⎧=<平衡自发,0,0 只有在恒温恒容,且不做非体积功的条件下,才可用A ∆作为过程的判据。
13. 吉布斯函数的定义14. 吉布斯函数判据⎩⎨⎧=<平衡自发,,00 只有在恒温恒压,且不做非体积功的条件下,才可用G ∆作为过程的判据。
15. 热力学基本方程式0)(lim m =*→完美晶体S T 0TH S /βαβα∆=∆TSU A -=TSH G -=,T pG ∆d d d d d d d d d d d d U T S p V H T S V pA S T p V G S T V p=-=+=--=-+热力学基本方程适用于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,它们不仅适用于一定量的单相纯物质,或组成恒定的多组分系统发生单纯p , V , T 变化的过程。
也可适用于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m m d /d /()p T H T V ββαα=∆∆ 此方程适用于纯物质的α相和β相的两相平衡。
17. 克劳修斯-克拉佩龙方程2vap 21vap m 12d ln(/[])(/)d ln(/)(/)(1/1/)p p H RT T p p H R T T =∆=∆-此式适用于气-液(或气-固)两相平衡;气体可视为理想气体;(l)m *V 与(g)m *V 相比可忽略不计,在21T T -的温度范围内摩尔蒸发焓可视为常数。
对于气-固平衡,上式vap m H ∆则应改为固体的摩尔升华焓。
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: C n p,T,n X X ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=B B (1)其中X 为广延量,如V ﹑U ﹑S ......全微分式:d ⎛⎫∂∂⎛⎫=++ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭∑B B B B Bd d d p,n T,n X X X T p X n T p (2)总和: ∑=BB B X n X (3)2. 吉布斯-杜亥姆方程在T ﹑p 一定条件下,0d BB B =∑X n , 或0d BB B=∑X x。