热力学第一定律课件(整理版)说课讲解.ppt

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1、热力学第一定律课件(整理版)第二章热力学第一定律2.7相变化过程2.9化学计量数、反应进度和标准摩尔反应焓2.10由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓2.8溶解焓及混合焓2.11节流膨胀与焦耳-汤姆逊系数2.1热力学基本概念1.系统[体系]和环境在科学研究时必须先确定研究对象，把研究的对象称为系统或体系。环境（surroundings）系统以外的与系统相联系的那部分物质称为环境。系统（system）隔开系统与环境的界面可以是实际存在的，也可以是想象的，实际上并不存在的。根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类：（1）敞开系统（ope

2、nsystem）系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。（2）封闭系统（closedsystem）系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。（3）孤立系统（isolatedsystem）系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离系统。有时把封闭系统和系统影响所及的环境一起作为孤立系统来考虑。（1）状态(state)和状态函数(statefunction)状态函数的性质：1、其数值仅取决于系统所处的状态，而与系统的经历无关；2、它的变化值仅取决于系统的始态和终态（等于末态与始态的差值），而与变化的途径无关。状态函数的特性可描述为：异途同

3、归，值变相等；周而复始，数值还原。2.状态和状态函数3、系统状态确定，各个状态函数的数值也确定，反之，对于给定的单相系统，如果确定了两个独立变化的性质，系统状态确定。4、状态函数在数学上具有全微分的性质。（2）广度量和强度量用宏观可测性质来描述系统的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：广度性质（extensiveproperties）又称为容量性质，它的数值与系统的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性。强度性质（intensiveproperties）它的数值取决于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性，如

4、温度、压力等。指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，如摩尔热容。（3）平衡态系统中的各个相的热力学性质不随时间变化，且将系统与环境隔离后，系统的性质仍不改变的状态：热平衡（thermalequilibrium）系统各部分温度相等。如有绝热壁存在，虽两侧温度不等，但也能保持热平衡。力平衡（mechanicalequilibrium）系统各部分的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽两侧压力不等，但也能保持力学平衡。相平衡（phaseequilibrium）多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。化学平衡（chemicalequilibri

5、um）反应系统中各物质的数量不再随时间而改变。只有系统处于平衡态时，状态函数才有确定的值例题：烧杯中盛有较多量0oC的冰水混合物，现在在烧杯中滴入少量0oC的浓H2SO4，则烧杯中的温度将如何变化？（假设过程没有热量损失）答：温度会降低。（不可回答先升高后降低）过程：系统从某一状态变化到另一状态的经历称为过程。途径：实现这一过程的具体步骤称为途径。恒温过程：dT=0,T=Tamb恒压过程：dp=0,p=pamb恒容过程：dV=0绝热过程：Q=0循环过程：∮dX=0可逆过程：无限趋近平衡的条件下进行的过程（非严格定义），实为准静态过程。3.过程(p

6、rocess)和途径(path)单相体系的pV图1、对于给定的单相体系，pV图上的任意一点代表一个确定的状态2、pV图上的任意一条实线代表系统经历的一个可逆过程（过程中任意一点系统均处于平衡态）3、不可逆过程（只有始末、态为平衡态）在pV图上用虚线表示。pABCVpACV系统吸热，Q>0；系统放热，Q<0。1.热（heat）系统与环境之间因温差而传递的能量称为热，用符号Q表示。2.2热力学第一定律Q不是状态函数，所以不具有全微分性质。微量热记作δQ，不能记作dQ一定量的热记作Q，不能记作ΔQ。按照系统内变化的类型，对过程热给予不同的特定名称，如混

7、合热、溶解热、熔化热、蒸发热、反应热等。热是过程中系统与环境交换的能量。系统内不同部分之间交换的能量不应再称为热。应区分热量和温度的含义！2.功（work）系统与环境之间传递能量的方式有热和功，除热以外的其它能量都称为功，用符号W表示。W的取号：W＞0环境对系统作功(环境以功的形式失去能量)W＜0系统对环境作功(环境以功的形式得到能量)Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。功功可分为体积功和非体积功两大类。W不是状态函数,不能以全微分表示,微小变化过程的功,用δW表示,不能用dW。非体积功：体积功以外的其它功,以W’表示,如,机械功,电

8、功,表面功等体积功：系统体积V变化时与环境传递的功以W表示；体积功通式的推导体积功的计算对反抗恒定外压过程体积功的通式功与途径有关例题n