热力学第一定律课件

《热力学第一定律课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、热力学第一定律第二章本章重点1.状态函数和状态函数法。2.热力学第一定律。3.计算理想气体在单纯pVT变化(恒温、恒压、绝热等过程)中系统的U、H及过程的Q和体积功W的计算；用生成焓和燃烧焓来计算反应焓。4.理解焦耳实验和节流膨胀系数。5.理解盖斯定律和基希霍夫公式。热力学：研究不同形式能量转化的科学化学热力学与物理中的热力学不同，本课程主要讨论与化学变化相关的热力学(ChemicalThermodynamics)。1.第一定律:能量守恒,解决过程的能量衡算问题(功、热、热力学能等)；2.第二定律:过程进行的方向判据；3.第三定律：解决物质熵的计算；

2、4.第零定律：热平衡原理T1=T2,T2=T3,则T1=T3热力学第一定律的本质—能量守恒§2.1热力学基本概念1.系统和环境特点：根据研究的需要，人为规定的，有相对任意性，在研究问题的始终一旦确定下来，不能再有变化。系统：(system)把作为研究对象的那部分物质称为系统。环境：(ambiencesurroundings)即系统的环境,是系统以外与之相联系的那部分物质。系统环境物质能量1.隔离系统2.封闭系统3.敞开系统系统：能量物质能量物质能量物质其中封闭系统与环境既有一定的联系，但又比较简单，所以它是热力学研究的基础。例如，在一个全封闭、外墙又绝热

3、的房间内，有电源和一台正在工作的冰箱。a.如果选择冰箱为系统，则这属哪类系统？b.如果选择冰箱和电源为系统，则这属哪类系统？答：如果选择冰箱为系统，则电源和房间即为环境，冰箱与环境间有热和功的交换，即能量交换，但无物质交换，是封闭系统；答：如果选择冰箱和电源为系统，则还是封闭系统。系统与环境之间虽无功的交换，但有热的交换；当然也无物质的交换。c.如果选择冰箱、电源和房间为系统，则这属哪类系统？答：如果选择冰箱、电源和房间为系统，那就是一个隔离系统，与外界环境既无物质交换，又无功或热的能量交换。状态：系统所有的性质—即物理和化学性质的总和。状态函数：(st

4、atefunction)描述系统状态的热力学宏观性质(如H.U.p.T.V）又称为~。两者关系：一一对应关系2.状态和状态函数（1）状态和状态函数非状态函数，又叫途径函数或过程函数(processfunction)：与过程相关的性质，如W、Q等称为途径函数(它们不能写成W、Q)。纯物质单相系统，只需两个独立改变的性质，就可确定系统的状态。如性质x,y为两个独立变量，则系统的其他性质X就是这两个变量的函数，即X=f(x,y)。常选用T、p，若状态确定后，其他性质如V就有确定值，V=f(T,p)；若为理想气体，V=nRT／p。①：系统状态的微小变化引起

5、的状态函数X的变化用全微分dX表示如：dp、dT¨¨¨全微分的积分与积分途径无关，即全微分为偏微分之和：如V=f(T,p),则dV=(V/T)pdT+(V/p)Tdp状态函数的重要特征：始态1(T1)历程1：末态2(T2)历程2：②：状态函数的增量只与系统的始末态有关，与变化的具体途径或经历无关。中间态（T3）若已知过程始末态，需计算过程中某些状态函数的变化，而其进行的条件不明，或计算困难较大，可设始末态与实际过程相同的假设途径，经由假设途径的状态函数的变化，即为实际过程中状态函数的变化。这种利用“状态函数的变化仅取决于始末态而与途径无关”的方

6、法，称为状态函数法。“状态函数变化只取决于始末态而与途径或经历无关”的方法称为状态函数法。状态函数的特性用两句话概括：“异途同归，值变相等；周而复始，其值不变。”U1=U2=U3=U4H1=H2=H3=H4(2)状态函数的分类—广度量和强度量区分依据：根据性质与数量之间关系。广度量：与物质的数量成正比的性质称为广度量或广度性质。广度量具有加和性。如：体积V、物质的量n、质量m¨¨¨强度量：与物质的数量无关的性质称为强度量或强度性质。强度量不具有加和性。如：压力p、温度T、组成c¨¨¨.广度量与广度量之比是强度量。如：摩尔体积Vm(V/n

7、)，偏摩尔内能Um¨¨¨(3)平衡态定义：指在一定条件下，系统中各个相的热力学性质不随时间变化，且将系统与其环境隔离，系统的性质仍不改变的状态。平衡状态时，各种状态函数才具有唯一值。.平衡态满足4个条件：A:系统内部处于热平衡，有单一的温度;B:系统内部处于力平衡，有单一的压力;C:系统内部处于相平衡，无相转移；D:系统内部处于化学平衡，无化学反应。若系统内部有绝热壁或刚性壁将它隔开，只要壁的两侧各自处于热平衡、力平衡、相平衡及化学平衡，即它们各自处于平衡态，尽管两侧温度、压力……等等可能不同，系统也处于平衡态。3.过程和途径过程：系统从某一状态变化到

8、另一状态的经历。途径：将实现某一过程的具体步骤称途径。一个途径可以由一个或几个步