同济大学普通化学第一章

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1、1第一节基本概念21、一些基本术语一、体系、环境体系：划分出来的被研究的物质系统、对象。环境：除体系以外的其他所有部分。例如：溶液反应，海洋、地球3体系的划分：根据体系与环境间的关系可将体系分为三大类：分类物质交换能量交换敞开体系有有封闭体系无有孤立体系无无4敞开体系封闭体系孤立体系5二、体系的性质在热力学体系中，温度、压力、体积、密度等宏观性质称作体系的热力学性质（thermodynamicpropertyofsystem），简称为体系的性质。按其特征可将体系的性质分为两种类型：1．广度性质（extensiveproperty）：量值与体系中物质的数量成正比，所以又称容量性质。

2、比如物质的体积、质量、热容量以及随后将介绍的热力学能和焓等都是广度性质。广度性质具有加和性。2．强度性质（intensiveproperty）：量值取决于体系的自身特性，与体系中物质的数量无关，不具有加和性。比如温度、压力、浓度、密度、粘度等即都是体系的强度性质。6三、状态与状态函数状态：体系的基本性质的集合状态函数：表征和确定体系状态的宏观性质，例如：温度、压力、体积、密度、能量、形态等，还有后面将要介绍的热力学函数：U、H、G、S等。状态函数的特点：“状态一定值一定、殊途同归变化等、周而复始变化零。”并非所有的状态函数都是独立的，有些是相互关联、相互制约的。例如：P、V、T、

3、n四个只有三个是独立的。7四、过程与途径过程：体系从始态到终态变化的经过。途径：完成这一变化经过的具体步骤、路线。过程可分为：恒温过程、恒压过程、恒容过程、绝热过程等。8101.325kPa278K80kPa278K80kPa328K101.328kPa328K101.325kPa298K101.325kPa278K恒压过程恒温恒压恒压恒压恒压恒温9五、热和功当体系的状态发生变化时，体系与环境之间必然伴随着能量的交换，其交换形式可概括为“热”和“功”两种。体系与环境之间因温度的不同而交换或传递的能量称为热（heat）。热的常用符号为Q。除了热以外的一切交换或传递的能量都称为功（w

4、ork）。功的常用符号为W。热和功的单位都采用J或kJ。10*注意它们的正负号：通常是站在体系的立场来规定的：体系从环境吸热（获得能量），Q为正值；体系向环境放热（损失能量），Q为负值。环境对体系作功（获得能量），W为正值;体系对环境作功（损失能量），W为负值①。①对于功（W）的正负符号规定，有的书刊与此相反。11*功有不同的形式：热力学中涉及最多的功是体系因体积变化而与环境交换的体积功（亦称膨胀功），用We表示；体积功以外的其它功（如电功、表面功等）都称为非体积功（亦称非膨胀功，或有用功），用W’表示。*热和功不是状态函数：体系只有在状态发生变化时才能与环境发生能量交换，所以热

5、和功不是体系的状态函数。体系发生变化时吸收（或放出）多少热、得到（或给出）多少功，其数量不仅与变化的始终状态有关，还与变化所经历的途径有关。对于相同的始态与相同的终态间的同一变化过程，若经历的途径不同，热和功的值就不同。因此，在计算某一变化过程中体系放出或得到的功或热时，不能仅看过程的始终状态，而必须根据变化所经历的途径来进行。这一点与状态函数明显不同。12六、相与界面体系中物理性质和化学性质完全相同的部分称为相（phase）。将相与相分隔开来的部分称为相界面（简称为界面,interface）。相与相之间在指定的条件下具有明确的界面，在界面两边体系的性质会有突跃变化。处于界面上的

6、原子或分子的受力情况与相内部的不同，往往存在剩余引力，具有界面能。一般来说，体系中存在的界面越多，能量就会越高，体系也会越不稳定。铁粉和硫磺粉汽水冰油水汽13*对于相这个概念，要注意如下几点：(1)不论有多少种气体组分都只有一个相（即气相）。这种只有一个相的体系称为单相体系或均匀体系。(2)除固溶体（固体溶液）外，每一种固态物质即为一个相，体系中有多少种固态物质即有多少相。含有两个或多个相的体系称为多相体系或非均匀体系。(3)液态物质视其互溶程度通常可以是一相（例如水与酒精的混合物）、两相（例如水和油的混合物）、甚至三相共存（例如水、油和汞的混合物）。(4)单相体系中不一定只有一

7、种组分物质（例如气体混合物即由多种物质所组成）；同一种物质也可因聚集状态的不同而形成多相体系（例如水、水蒸气和冰三相共存）；聚集状态相同的物质在一起也不一定就是单相体系（例如油水分层的液态体系有两相）。14七、理想气体状态方程与分压定律1．理想气体状态方程理想气体的温度（T）、压力（p）、体积(V)和物质的量（n）之间,具有如下的方程式关系：pV=nRT在SI制中，p的单位是Pa，V的单位是m，T的单位是K，n的单位是mol，摩尔气体常数R的单位及数值为:152．理想气体分子的特