ppt热力学第一定律

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1、第二章热力学第一定律TheFirstLawofThermodynamics物理化学学习要求：理解热力学基本概念、热力学能和焓的定义；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pVT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2.1热力学基本概念2.2热力学第一定律2.3恒容热、恒压热、焓2.4热容、恒容变温过程、恒压变温过程2.5焦耳实验、理想气体的热力学能、焓2.

2、6气体可逆压缩过程理想气体绝热可逆过程方程式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，

3、把系统分为三类：（1）敞开系统（opensystem）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)系统的一些性质，其数值仅取决于系统所处的状态，而与系统的经历无关；它的变化值仅取决于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。具

4、有这种特性的物理量称为状态函数。状态函数的特性可描述为：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。状态函数在数学上具有全微分的性质。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，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，如温度、压力等。指定了物质的量的容量

5、性质即成为强度性质，如摩尔热容。（3）平衡态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：热平衡（thermalequilibrium）系统各部分温度相等。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，虽双方压力不等，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（chemicalequilibrium）反应系统中各物质的数量不再随时间而改变。过程：系统从某一状态变化到另

6、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=T（环）恒压过程：dp=0,p=p（外）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(process)和途径(path)2.2热力学第一定律1.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。功可分为体积功和非体积功两大类。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

7、以功的形式得到能量)功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pp1p2V1V2V对抗恒定外压过程的功体积功的通式可逆过程的体积功可逆过程,外压和内压相差无穷小理想气体，pV＝nRT，则理想气体恒温膨胀,则Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。系统吸热，Q>0；系统放热，Q<0。2.热（heat）系统与环境之间因温差而传递的

8、能量称为热，用符号Q表示。Q的取号：热力学能（thermodynamicenergy）以前称为内能（internalenergy）,它是指系统内部能量的总和，包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。热力学能是状态函数，用符号U表示。目前，