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1、第一章热力学第一定律基本要求1熟悉热力学的一些基本概念，如系统与环境、系统的性质、状态函数、热和功及过程与途径等。2熟悉热力学第一定律及热力学能的概念。掌握热和功只有在系统与环境间有能量交换时才有意义。3掌握状态函数的概念和特性，掌握热力学能和焓都是状态函数。4熟悉准静态过程与可逆过程的意义和特点。5掌握热力学第一定律的各种计算方法，如计算理想气体在等温、等压过程中的Q、W、和。6了解节流膨胀的概念和意义。7掌握应用生成焓及燃烧焓计算反应热的方法。本章知识点一、基本概念1．系统的分类：敞开系统、封闭系统、孤立系统
2、2．系统的性质：广度性质(m,n,V,C,U,S)、强度性质(T,p,ρ,η)3．状态函数：特征：异途同归，值变相等；周而复始，值变为零。4．热与功：（1）Q,W的取值符号；（2）Q,W不是状态函数，其数值与过程有关。二、热力学第一定律1．数学表达式：ΔU=U2-U1=Q+W2．内能的性质：（1）U是状态函数；（2）封闭系统的循环过程：ΔU=0；孤立系统：ΔU=0三、可逆过程与体积功1．体积功：δW=-pedV（pe为系统外压）2．不同过程的体积功：(特征)(1)自由膨胀：pe=0,W=0(2)恒外压膨胀(压缩)
3、：W=-pe·ΔV(3)准静态膨胀或压缩（可逆膨胀或压缩）：3．可逆过程的特点：（1）系统始终无限接近平衡态：液体在沸点时的蒸发、固体在熔点时的熔化（2）系统准静态（可逆）膨胀对环境做最大功，准静态（可逆）压缩时，环境对体系作最小功。四、焓与热容1．恒容、非体积功为零的封闭系统：ΔU=QV=nCv,mΔT2．恒压、非体积功为零的封闭系统：ΔH=Qp=nCp,mΔT五、热力学第一定律的应用1．应用于理想气体（1）理想气体的U,H仅是温度的函数，与体积、压力无关；（2）Cp,m–Cv,m=R;单原子分子：Cv,m=3
4、/2R,Cp,m=5/2R;双原子分子：Cv,m=5/2R,Cp,m=7/2R，多原子分子：Cv,m=3R,Cp,m=4R2．应用于实际气体（1）实际气体的节流膨胀是恒焓过程（2）实际气体的焓值不仅取决于温度，还与气体的压力、体积有关。六、热化学1．生成焓第11页共11页（1）规定：标准压力和一定温度下，最稳定单质的（2）2．燃烧焓（1）规定：标准压力和一定温度下，1mol物质完全燃烧的等压热效应为该物质的标准摩尔燃烧焓。（2）完全燃烧产物：C→CO2,S→SO2,N→N2,Cl→HCl,H2→H2O（3）练习题
5、一、计算(1)等温可逆1．某单原子分子的理想气体，经历下列过程，求其ΔU,ΔH,W,Q2molT2V2=40l2molT1=298.2KV1=15l(2)等温，pe=100kPa(3)Pi=pe2．2molN2经可逆循环，计算循环过程各步骤及整个过程的Q,W,ΔU,ΔH2pθpθ0.02m30.01m3VpABC(1)(2)(3)等T3．例1-2，例1-4习题：1,2,3,6,7,8,12二、概念题1.下列说法中哪些是不正确的？【（1）做功；（3）物质交换】（1）绝热封闭系统就是孤立系统；（2）不做功的封闭系统未
6、必就是孤立系统；第11页共11页（3）做功又吸热的系统是封闭系统；（4）与环境有化学作用的系统是敞开系统。2．一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去，左右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为系统，则ΔU,Q,W为正？为负？或为零？【ΔU=W=Q=0】3．下列物理量中哪些是强度性质？【AD】A.UmB.HC.QD.T4．若系统经下列变化过程，则Q,W,Q+W和ΔU各量是否已完全确定？为什么？（1）使一封闭系统由某一始态经不同途径变到同一终态；【Q+W=ΔU确定；Q,W不确
7、定】（2）在绝热的条件下使系统从某一始态变到某一终态。【Q=0确定,W=ΔU确定，Q+W确定】5.根据可逆过程的特征指出下列过程中哪些是可逆过程？【（2）（5）】（1）在室温和大气压力(101.325kPa)下，水蒸发为同温同压的水蒸气；（2）在373.15K和大气压(101.325kPa)下，水蒸发为同温同压的水蒸气；（3）摩擦生热；（4）用干电池使灯泡发光；（5）水在冰点时凝结成同温同压的冰；（6）在等温等压下将氮气与氧气混合。6.判断下列说法是否正确？【（1）（6）（10）正确】（1）状态函数改变后，状态一
8、定改变；（2）状态改变后，状态函数一定都改变；（3）系统的温度越高，向外传递的热量越多；（4）一个绝热的刚性容器一定是个孤立系统；（5）系统向外放热，则其热力学能必定减少；（6）孤立系统内发生的一切变化过程，其ΔU必定为零；（7）因为ΔH=Qp,而H是状态函数，所以热(Qp)也是状态函数；（9）一定量的理想气体反抗101.325kPa做绝热膨胀，则ΔH=Qp=0；（10）
