摩尔定压热容

更新时间:2024-06-19 14:25

摩尔定压热容为定压热容除以物质的量物理化学分子物理学以及原子物理学核物理学的量。SI单位:J/(mol·K)。

定义

公式表示为:

对于理想气体,有: ,其中, 为气体的摩尔定容热容,R为摩尔气体常数

摩尔定压热容与温度函数的关系,通常可以表示成如下的经验公式

式中a,b,c,c',d均为系数,具有不同的单位。使用这些公式时要注意所适用的温度范围。(详见《物理化学上册》附表)

应用

由Cp,m的定义可知,利用Cp,m可计算物质的量为n的系统发生恒压的单纯pVT变化过程的Qp及该过程中系统的△H (式子1):

若系统发生不恒压的单纯pVT变化过程.该过程中系统△H的计算也要用到Cp,m,现分理想气体、凝聚态物质(液体、固体)两种情况予以讨论。

①理想气体 由焓的定义及理想气体状态方程有H=U+pV=U+nRT

因理想气体的热力学能U仅仅是T的函数,故理想气体的H=U+nRT也仅仅是T的函数,可写作式子2:

基于此结论,则可得出计算理想气体单纯pVT变化时的△H的通式,即式子3 :

所谓通式,是指理想气体发生单纯PVT变化时,不论过程恒压与否,均可用来计算理想气体单纯PVT变化过程的焓变△H。

但应注意的是,若过程不恒压,则过程的热与过程中系统的焓变不等,即Q≠△H。

②凝聚态物质

所谓凝聚态物质,是指处于液态或固态的物质,如液态水、固态金属铜等。对这类物质,在T一定时,只要压力变化不大,压力P对△H的影响往往可忽略不计,故凝聚态物质发生单纯pVT变化时系统的焓变,仅取决于始、末态的温度,即有式子4:

至于过程的△U,因△H=△U+△(pV).而对凝聚态系统△(pV)≈0,故有式子5:

需要注意的是,尽管凝聚态物质变温过程中系统体积变化很小,也不能认为是恒容过程。

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