Galería de mapas mentales primera ley de la termodinámica
La Primera Ley de la Termodinámica, Sexta Edición de Química Física, también conocida como la manifestación de la ley de conservación de la energía en termodinámica, establece que el cambio en la energía interna de un sistema termodinámico es igual a la cantidad de calor que se le transfiere desde el mundo exterior y la cantidad de calor ejercida sobre él por el mundo exterior. La suma del trabajo realizado.
Editado a las 2024-11-16 20:58:20,Este es un mapa mental sobre bacterias, y sus principales contenidos incluyen: descripción general, morfología, tipos, estructura, reproducción, distribución, aplicación y expansión. El resumen es integral y meticuloso, adecuado como materiales de revisión.
Este es un mapa mental sobre la reproducción asexual de la planta, y sus principales contenidos incluyen: concepto, reproducción de esporas, reproducción vegetativa, cultivo de tejidos y brotes. El resumen es integral y meticuloso, adecuado como materiales de revisión.
Este es un mapa mental sobre el desarrollo reproductivo de animales, y sus principales contenidos incluyen: insectos, ranas, aves, reproducción sexual y reproducción asexual. El resumen es integral y meticuloso, adecuado como materiales de revisión.
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primera ley de la termodinámica
Conceptos básicos y terminología.
Sistema y entorno
·Sistema aislado: No hay intercambio de materia y energía entre el sistema y el medio ambiente.
·Sistema cerrado: Existe intercambio de energía entre el sistema y el medio ambiente, pero no de materia.
·Sistema abierto: Hay intercambio de materia y energía entre el sistema y el medio ambiente.
Funciones de estado y estado.
Características de la función estatal.
·①Los cambios en la función de estado X causados por pequeños cambios en el estado del sistema se pueden expresar mediante el diferencial total dX
·②El cambio del sistema del estado a al estado b △X=Xb-Xa solo está relacionado con los estados inicial y final, y no tiene nada que ver con la ruta o experiencia del cambio.
Clasificación de funciones estatales
·Cantidad extensiva: propiedades proporcionales a la cantidad de materia (n, V, U, S, etc.)
·Cantidad de intensidad: propiedades independientes de la cantidad de materia (T, p, ρ, etc.)
estado de equilibrio
·Equilibrio térmico, el sistema tiene una única temperatura.
·Equilibrio de fuerzas, el sistema tiene una sola presión
·Equilibrio de fases, ninguna sustancia del sistema migra de una fase a otra
·Equilibrio químico, el equilibrio químico en el sistema se ha detenido.
·Proceso y enfoque
trabajo y calor
Trabajo(W)
·Cuando el entorno funciona en el sistema, W>0
·Cuando el sistema trabaja en el medio ambiente, W
·La definición de trabajo es δW=-Fdl=-pamb-dV
·Presión externa constante proceso W=-pamb·△V
Caliente(Q)
·El sistema absorbe calor del ambiente, Q>0
·El sistema libera calor al ambiente, Q
·Energía termodinámica
primera ley de la termodinámica
primera ley de la termodinámica
·La energía no se puede crear ni destruir de la nada, sólo se puede transformar de una forma a otra.
Termodinámica de sistemas cerrados y la forma matemática de la primera ley.
·△U=QW
·Para procesos infinitesimales, dU=δQ δW
experimento de julios
·Para gases ideales, la energía termodinámica U es sólo función de la temperatura T, (aU/aV)F=0
Calor a volumen constante, calor a presión constante y entalpía.
Calor a volumen constante (Qv)
·En estado de volumen constante, Qv=△U, δQ=dU
Calor y entalpía a presión constante.
·Bajo voltaje constante, W volumen =-pamb-(V2-V1)=p1V1-p2V2
·Cuando el trabajo sin volumen es 0, Qp=(U2 p2V2)-(U1 p1V1)
·Sea H=U pV·Qp=△H, δQp=dH (aplicable a procesos con presión constante o presión isobárica y el trabajo sin volumen es 0)
capacidad calorífica molar
Capacidad calorífica molar a volumen constante (Cv,m)
·Cv,m=1/n(δQv/dT)(unidad: J·mol-1·K-¹)
·Cuando un sistema con una cantidad de sustancia n sufre un cambio pVT simple de volumen constante: Qv=△U=nʃT2 T1Cv,mdT(△U=Qv)
·Si no hay capacidad constante, △U=n∫T2 T1Cv,mdT(ΔU≠Qv)
Capacidad calorífica molar a presión constante (Cp,m)
·Cp,m=1/n(δQp/dT)
·El sistema con la cantidad de sustancia n sufre un proceso de cambio pVT simple a presión constante, Qp=△H=n∫T2 T1Cp,mdT
Un sistema con una cantidad de material n sufre un proceso de cambio de pVT simple con presión no constante.
·①Gas ideal H=U nRT,△H=n∫T2 T1Cp,mdT
·②Materia condensada (refiriéndose a sustancias en estado líquido o sólido), △U=△H=n∫T2 T1Cp,mdT
La relación entre Cp,m y Cv,m
Para un gas ideal, Cp,m-Cv,m=R
·Gas ideal monoatómico: Cv,m=3/2R,Cp,m=5/2R
·Gas ideal diatómico: Cv,m=5/2R,Cp,m=7/2R
·Gas ideal poliatómico: Cv,m=3R,Cp,m=4R
·Para materia condensada, Cv,m y Cp,m pueden considerarse aproximadamente iguales
Cv,m(Cp,m) cambia con T
capacidad calorífica molar promedio
·Cp,m=Qp/(n(T2-T¹))=JCp,mdT/(T2-T1)
entalpía de cambio de fase
·Entalpía de cambio de fase molar
Entalpía de cambio de fase molar en función de la temperatura.
·△rHm(T)=△Hm(T0) ʃT2 T1[Cp,m(β)-Cp,m(α)]dT
entalpía de reacción química
·Progreso de la reacción: ξ=ΔnB/vB (para la misma reacción química, el progreso de la reacción química representado por cada componente es el mismo)
·Entalpía de reacción molar
Entalpía molar estándar de reacción
·Gas: Cualquier temperatura T, presión pθ=100kPa y exhibe el estado de gas puro de un gas ideal.
·Líquido o sólido: líquido puro o estado sólido puro a cualquier temperatura y presión pθ=100kPa presión estándar
·La relación entre Qp,m y Qv,m
Cálculo de la entalpía molar estándar de reacción.
·Entalpía molar estándar de formación (ΔfHmθ):ΔrHmθ=Σ[vBΔfHmθ(B)]
·Entalpía molar estándar de combustión (ΔcHmθ): ΔrHmθ=Σ[vBΔcHmθ(B)]
·Cambio de △rHmθ con la temperatura T—fórmula de Kirchhoff
ΔrHmθ(T)= ΔrHmθ(298,15K) ΔrCp,m(T-298,15K)
Proceso reversible y trabajo de volumen reversible.
·Proceso reversible
·Cálculo de volumen de trabajo reversible.
①Gas ideal temperatura constante volumen reversible trabajo WT,r:WT,r=nRTln(V1/V2)=nRTln(p2/p1)
②Trabajo de volumen reversible adiabático del gas ideal Wa,r
i. Ecuación reversible adiabática del gas ideal
T1/T2=(V1/V2)γ-1 o TVγ-1=constante
T1/T2=(p1/p2)(γ-1)/γ o Tp(γ-1)/γ=constante γ=Cp,m/Cv,m se denomina relación de capacidad calorífica del gas ideal. Estas tres fórmulas son aplicables. al cuerpo proceso adiabático reversible
p1/p2=(V1/V2)γ o pVγ=constante
ii. Volumen de trabajo reversible adiabático del gas ideal Wa,r
Wa,r=ΔU=nRTCv,m(T2-T1)
Expansión del acelerador y experimento de Joule-Thomson
·Experimento de Joule-Thomson
·Características termodinámicas de la expansión de estrangulamiento.
Coeficiente de Joule-Thomson (coeficiente de expansión del acelerador): μJ-T=(аT/аp)H
μJ-T>0, la estrangulación y expansión del gas produce un efecto de refrigeración
El gas μJ-T produce un efecto de calentamiento después de la estrangulación y la expansión.