第一章_热力学第一定律

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1、物理化学王雷实验楼B楼213物理化学绪论一、物理化学的任务和内容物理化学从研究物理变化和化学变化的联系入手，探求化学变化的基本规律，又称理论化学。在实验上也主要以物理方法为主。主要内容（1）化学热力学：研究化学反应的方向和限度（2）化学动力学：研究化学反应的速率和机理（3）结构化学：物理化学第一章热力学第一定律第二章热力学第二定律第三章化学平衡第四章相平衡第五章电化学第六章化学动力学第七章表面现象第八章胶体分散系统第九章大分子溶液二．物理化学在化学与药学中的地位与作用（1）化学学科的理论基础化学热力学和

2、反应速率宏观规律化学分子水平的研究，结构与化学性质化学中最引人瞩目的成就60%集中于物理化学（2）药学学科的理论基础药物剂型设计：药剂学药物体内过程：药理学、药代动力学三．物理化学的学习方法抓住三基：基本概念、基本理论、基本计算预习课堂听讲（逻辑推理过程）重视习题第一章热力学第一定律第一节热力学概论第二节热力学基本概念第三节热力学第一定律第四节可逆过程与体积功第五节焓第六节热容第七节热力学第一定律的应用第八节热化学第九节化学反应热效应的计算一、热力学研究的基本内容热力学是研究宏观物质在能量转换过程中所

3、遵循的规律的一门科学。以热力学第一定律和第二定律为基础，主要研究：研究能量转换过程中的数量守恒；研究变化的方向和限度；二、化学热力学热力学基本原理在化学中的应用，包括化学变化中的能量的转化和化学变化的方向和限度的内容第一节热力学概论三、热力学的方法和局限性热力学方法研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。能判断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。局限性不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现实性

4、。第二节热力学基本概念一、系统和环境1、系统：研究的对象，它包括一定量物质或一部分空间。2、环境：指体系以外与体系密切相关的部分。3、系统分类敞开体系：体系与环境即有物质交换，又有能量交换封闭体系：体系与环境没有物质交换，只有能量交换孤立体系：体系与环境既无物质交换，又无能量交换系统分类示意图1、广度性质（extensiveproperties）性质的数值与系统的物质的数量成正比，如V、m、熵等。这种性质具有加和性。2、强度性质（intensiveproperties）性质的数值与系统中物质的数量无关，不具有加和性，

5、如温度、压力等。系统的性质——决定系统状态的物理量，压强，体积，密度，质量，温度二、系统的性质14当系统的诸性质不随时间而改变，则系统就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：（1）热平衡（thermalequilibrium）系统各部分温度相等。（2）力学平衡（mechanicalequilibrium）系统各部的压力都相等，边界不再移动。三、热力学平衡态（3）相平衡（phaseequilibrium）多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。（4）化学平衡（chemicalequilibrium）反应系统中各物的

6、数量不再随时间而改变。1、状态和状态函数系统的存在形式成为状态，描述系统宏观状态的物理量如T、V、P、n等称为状态函数。状态函数是彼此相互关联的，只要用系统的几个独立的性质就能完全描述系统的状态。实践表明：对于含有n种物质的均相封闭系统，只要指定n+2种状态函数，系统的状态和其它的性质也就完全确定了。通常采用温度、压力和诸种物质的量。四、状态函数与状态方程状态函数的特点：（1）状态函数是状态的单一函数。（2）系统的状态发生变化，状态函数的变化值取决于系统始、终态。与所经历的途径无关。（3）状态函数的微小变化，在数学上

7、是全微分。（4）不同状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函数。例如，设某状态函数为x,则：即：ABxBxA异途同归值变相等ABxB周而复始值变为零192.状态方程——系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。例如：某理想气体的封闭系统，其状态方程为：pV=nRT五、过程和途径状态发生的经过简称过程，完成状态变化所经历的具体步骤或一系列过程称为途径。1、恒温过程(isothermalprocess)：温度恒定条件下进行的变化，T始态=T终态=T环境。2、恒压过程(isobarprocess)：压强恒定的条件下进行的

8、变化，P始态=P终态=P环境。3、恒容过程(isovolumicprocess)：体积恒定的条件下进行的变化，V始态=V终态。4、绝热过程(adiabaticprocess)：绝热的条件下进行的变化，在此过程中，系统与环境不进行热传递。5、循环过程：系统由某一状态经过一系列变化又回到原来状态。热和功是能量传递或交换的两种形式：1、热（heat）