热力学第一定律1.2基本概念

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1、第二节热力学基本概念一、系统与环境系统：划定的研究对象环境：与系统相关联的其余部分划定界面：实际存在的想象的系统分类：敞开系统：有物质交换有能量交换封闭系统：无物质交换有能量交换隔离系统：无物质交换无能量交换(孤立系统)想象的实际存在的封闭系统开放系统隔离系统二、系统的性质各种广度性质的摩尔值＝强度性质性质——描述系统的物理量广度性质（容量性质）：其值与物质量成正比，具加和性。如体积，质量。强度性质：其值与物质量无关，不具加和性。如温度、压力、密度、粘度。如三、热力学平衡态包括：力平衡——压力相等热平衡——温度相等相平衡——各相组成和数量不变化学平衡——

2、组成不变——系统的性质不再变化四、状态和状态函数各种状态变量之间互有联系，确定系统的状态，只要指定其中的几个，称独立变量对于一定物质量的封闭系统，在无化学变化和相变时，一般指定二个独立变量，系统的状态就确定了。状态函数系统的性质与其状态相互对应，系统的性质是状态的函数，或状态变量状态的独立变量四、状态和状态函数1．状态函数的值只取决于当时的状态，与其历史无关。状态函数的特征2．状态函数的变化只取决于始态和终态，与变化的途径无关。3．状态恢复原状，状态函数的变化为零。全微分的环积分为零，即经过一个循环过程后，状态函数的变化为零。以上特点，在数学上可以用全微

3、分描述如V=f(T,p)四、状态和状态函数理想气体状态方程：pV=nRTp:PaV:m3n:molR:8.314JK-1mol-1T:K状态方程——状态函数之间的定量关系式。五、过程与途径过程：系统从始态到终态发生的变化途径：系统完成一个过程的具体方式和步骤六、功和热1．热Q：由温度差异引起的能量传递，规定：系统吸热，Q为正值系统放热，Q为负值显热：热量传递时，系统的温度改变。如水50C~100C潜热：热量传递时，系统的温度不变。如水100C蒸发热是一种由质点无序运动平均强度不同传递的能量热不是状态函数，Q的大小与途径有关六、功和热2．功W：除

4、热以外的其他能量传递形式规定：系统做功，W为负环境做功，W为正功有多种形式：功＝广义力（强度）x广义位移（容量）机械功＝Fdl体积功＝-pdV电功＝EdQ表面功＝dA可见功是质点有序运动时交换的能量功也不是状态函数，W的大小与途径有关功分为两类：体积功（膨胀功）,非体积功W’（非膨胀功，有用功）六、功和热体积功的计算热源气体膨胀做功W=-F外l=-p外Al=-p外V若压力是分段变化的W=-piVi若压力是连续变化的W=-p外dVlF外六、功和热等容过程dV=0,W=0真空膨胀过程p外=0,W=0等压过程W=-p外(

5、V2-V1)=-p外V可逆过程W=-p内dV理想气体等温可逆过程因为T不变，p1V1=p2V2W=-p外dV六、功和热例1mol理想气体27C10p1mol理想气体27C1p(1)等温可逆(2)恒外压p(3)真空(1)=-5741J(2)W2=-p外(V2-V1)==-2246J(3)W3=0请转下一节返回