轴水泥搅拌桩(完成稿)

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1、第2章热力学第一定律2.1热力学概论2.2热力学的一些基本概念2.3热力学第一定律2.4焓和热容2.5理想气体的热力学能和焓2.6几种热效应2.7化学反应的焓变2.1.1热力学的研究对象初期主要研究热和机械功之间的相互转化关系Joule自1840起，用各种不同方法研究热和功的转换关系，历经40余年，得出热功当量：1cal=4.184J热力学第一定律：能量守恒定律1850年，Kelvin,Clausius热力学第二定律：2.1热力学概论Joule（1818—1889）英国物理学家热力学能U焓H熵S亥姆霍茨函数A吉布斯函数G总结提高

2、归纳引出或定义出热力学理论基础热力学第一定律热力学第二定律热力学方法(状态函数法)热力学公式或结论生活实践生产实践科学实验经验总结p,V,T变化过程相变化过程化学变化等过程能量效应(功与热)过程的方向与限度解决的压力p体积V温度T可由实验测定即有关能量守恒和物质平衡的规律演绎逻辑推理2.1.2热力学的研究方法和局限性热力学方法特点:研究对象是大数量分子的集合体，研究其宏观性质，所得结论具有统计意义。在一定条件下，能判变化能否发生以及进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。只考虑变化前后的净结果，不考虑变化的细节和物质的微观结

3、构。热力学研究的局限性:通过热力研究可以知道：热力学研究认为正向反应的趋势很大，反应基本可以进行到底，逆反应的趋势极小反应一旦发生，可以计算出反应热和平衡常数知道增加压力、降低温度对正反应有利无法说明：如何使反应发生，反应有多少种途径反应的速率是多少，反应的历程如何等热力学研究的必要性：当合成一个新产品时，首先要用热力学方法判断一下，该反应能否进行，若热力学认为不能进行，就不必去浪费精力热力学给出的反应限度，是理论上的最高值，只能设法尽量接近它，而绝不可能逾越它热力学研究对指导科学研究和生产实践无疑有重要的意义2.2.1系统和环

4、境2.2热力学的一些基本概念环境系统(1)敞开系统物质能量(2)封闭系统(3)隔离系统（孤立系统）被划定的研究对象称为系统与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。2.2.2系统的宏观性质用系统的一些宏观可测量来描述系统的热力学状态，这些可测量称为系统的宏观性质。强度性质：与系统中所含物质的量无关，无加和性。如T、p、ρ……广延性质：容量性质，与系统中所含物质的量有关，有加和性。如V、U、H……2.2.3相定义：系统中物理性质及化学性质均匀的部分。均相系统(单相系统)—系统中只含一个相；非均相系统(多相系统)—系统中

5、含有两个及两个以上的相。2.2.4热力学平衡态系统的各种性质不再随时间而改变。同时有：热平衡：系统各部分T相等；若不绝热,则T系统=T环境。力平衡：系统各部分p相等；边界不相对位移。2.2.5状态函数定态定值XA=const殊途同归，变值相等初态100℃1PθH2O(l)终态100℃1PθH2O(g)1Pθ真空蒸发X2X1A。B。IXA→B.I=XA→B.IIII(3)周而复始，变值为零∮ΔX≡0系统的状态:系统所处的样子。用宏观性质描述系统的状态。宏观性质也称为系统的状态函数。(4)系统宏观性质彼此之间相互关联，如理想气体状态

6、函数是状态的单值函数，状态定了，所有的状态函数都有定值。状态函数在数学上具有全微分的性质以V=f(p,T)为例若Z=f(x、y),则其全微分为2.2.6过程和途径过程：系统在一定条件下发生的变化。几种主要的P、V、T变化过程定温过程()T定压过程()P定容过程()V绝热过程()q循环过程对抗恒定外压过程p=const自由膨胀过程p=0气体真空气体向真空膨胀途径：始态--终态系统所经历具体的步骤。例：25℃1Pθ的1molH2O(l)变化成为H2O(g)初态25℃1PθH2O(l)终态100℃1PθH2O(g)100℃1PθH2

7、O(l)()P()P25℃p’H2O(g)()T()V始态ACB终态Y途径I途径II过程1过程（1）过程（2）过程2状态函数的改变量终态的状态函数的量值始态的状态函数的量值状态函数法2.3.1热:热的本质是大量分子无规则运动的一种表现2.3热力学第一定律系统吸热，Q>0;系统放热，Q<0W=We+WfQ，W不是状态函数,不能以全微分表示,微小变化过程的热和功,用δQ，δW表示,不能用dQ，dW。体积功，膨胀功非体积功:机械功,电功,表面功环境对系统作功,W＞0；系统对环境作功,W＜0系统和环境之间在力(压力、电力等)的作用过程中

8、传递的能量。2.3.2功:功的本质是大量分子有序运动的一种表现由于系统和环境之间存在温差而传递的能量。膨胀功的计算：VdlFsu=psuA活塞位移方向系统膨胀VdlFsu=psuA活塞位移方向系统压缩1Pθ1dm3A0.1Pθ10dm3BpVApAVABpBVB