02热力学第一定律课件

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1、学习要求：物理化学理解热力学基本概念、热力学能和焓的定第二章义；掌握热力学第一定律的文字表述及数学表述。理解热与功的概念并掌握其正、负号的规热力学第一定律定；掌握体积功计算，同时理解可逆过程的意义特点。重点掌握运用热力学数据计算在单纯pVTTheFirstLawofThermodynamics变化、相变化、化学变化过程中系统的热力学能变、焓变以及过程热和体积功。第二章热力学第一定律第二章热力学第一定律2.1热力学基本概念2.7相变化过程2.2热力学第一定律2.8溶解焓及混合焓2.3恒容热、恒压热、焓2.9化学计量数、反应进度和标准摩尔反应

2、焓2.4热容、恒容变温过程、恒压变温过程2.10由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓2.5焦耳实验、理想气体的热力学能、焓计算标准摩尔反应焓2.6气体可逆压缩过程理想气体绝热可逆2.11节流膨胀与焦耳-汤姆逊系数过程方程式2.1热力学基本概念根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类：1.系统[体系]和环境（1）敞开系统（opensystem）系统（system）系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。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。隔开系

3、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。1（3）孤立系统（isolatedsystem）（2）封闭系统（closedsystem）系统与环境之间既无物质交换，又无能量交系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。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。2.状态和状态函数（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，（1）状态(state)和状态函数(statefunction)故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：系统的一些性质，其数值仅取决于系统所处的状广度性质

4、（extensiveproperties）又称为容量性态，而与系统的经历无关；它的变化值仅取决于系质，它的数值与系统的物质的量成正比，如体积、统的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种质量、熵等。这种性质有加和性。特性的物理量称为状态函数。强度性质（intensiveproperties）它的数值取决状态函数的特性可描述为：异途同归，值变于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有相等；周而复始，数值还原。加和性，如温度、压力等。指定了物质的量的容状态函数在数学上具有全微分的性质。量性质即成为强度性质，如摩尔热容。（3）平衡态当系统的诸性

5、质不随时间而改变，则系统就相平衡（phaseequilibrium）处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：多相共存时，各相的组成和数量不随时间而热平衡（thermalequilibrium）改变。系统各部分温度相等。化学平衡（chemicalequilibrium）力平衡（mechanicalequilibrium）系统各部分的压力都相等，边界不再移动。反应系统中各物质的数量不再随时间而改变。如有刚壁存在，虽双方压力不等，但也能保持力学平衡。23.过程(process)和途径(path)2.2热力学第一定律过程：系统从某一状态变化到另一状

6、态的经历1.功（work）称为过程。途径：实现这一过程的具体步骤称为途径。系统与环境之间传递能量的方式有热和功，恒温过程：dT=0,T=T（环）除热以外的其它能量都称为功，用符号W表示。恒压过程：dp=0,p=p（外）恒容过程：dV=0功可分为体积功和非体积功两大类。W的取号：绝热过程：Q=0W＞0¾环境对系统作功(环境以功的形式失去能量)循环过程：∮dX=0W＜0¾系统对环境作功(环境以功的形式得到能量)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。功体积功通式的推导W不是状态函数,不能以全微分表示,微小变化过

7、程的功,用δW表示,不能用dW。体积功：系统体积V变化时与环境传递的功以W表示；def非体积功：体积功以外的其它功,以W’表示,δW-Fdl=-pambAddl=-pVamb如,机械功,电功,表面功等V2W=-òVpVambd1体积功的计算2.热（heat）V2体积功的通式W=-òVpambdV系统与环境之间因温差而传递的能量称1为热，用符号Q表示。Q的取号：p对反抗恒定外压过程系统吸热，Q>0；p1系统放热，Q<0。V2W=-pdV=--p()VVòVambamb21p2Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。1V1V2V对抗恒定外

8、压过程的功33.热力学能4.热力学第一定律（TheFirstLawofThermodynamics）热力学能（thermodynamicenergy）以前称为内能（internalenergy