清华大学物理化学(I)

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1、物理化学(Ⅰ)(PHYSIVALCHAMISTRY)（2）4.过程与途径（processandpath)等温过程(isothermalprocess)T1=T2=T环等压过程(isobaricprocess)p1=p2=p外等容过程(isochoricprocess)绝热过程(adiabaticprocess)循环过程(cycleprocess)5.热(量)(heat)(1)定义:系统和环境之间由于温度的差别而交换(传递)的能量。(2)符号：吸热为正，放热为负。(3)热与过程有关，不是状态函数。(4)热的本质：是系统内部粒子无序运

2、动的反映。6.功（work)(1)定义：除热之外，在系统与环境之间以一切其它方式传递的能量。(2)符号：本书规定，系统做功为正，环境做功为负(3)功与过程有关，不是状态函数(4)功的微观本质：系统以有序方式传递的能量(5)体积功（膨胀功）：当系统的体积变化时，系统反抗环境压力所作的功。VP外2-3热力学第一定律Thefirstlawofthermodynamics1.能量转化与守恒定律2.内能（internalenergy)热力学能（thermodynamicenergy)(1)内能是组成体系的所有粒子的各种运动和相互作用的能量的

3、总和。(2)内能是系统的状态函数，是广延性质对组成不变的均相系统(3)内能的绝对值尚无法确定。3.封闭系统热力学第一定律的数学表达式（宏观静止的、无外场作用的封闭系统）对微小的变化过程：2-4体积功与可逆过程(Volumeworkandreversibleprocess)1.体积功考虑下述理想气体的等温过程的体积功P1=4kPaV1=6m3P2=1kPaV2=24m3理想气体等温膨胀过程(1)恒外压膨胀:P外=常数一次膨胀二次膨胀三次膨胀w/kJ182426(2)p=p外-dp准静态过程进行的足够缓慢,以至于系统连续经过的每一个中

4、间态都可近似地看成平衡态的过程。压缩过程的功：一次压缩二次压缩三次压缩准静态压缩w/kJ-72-48-44-33.3∑w-54-24-180∑Q-54-24-1802.可逆过程与不可逆过程reversibleandirreversibleprocess一个系统由某一状态出发,经过一过程到达另一状态。如果存在另一过程，能使系统和环境完全复原（即系统回到原来的状态，同时消除了系统对环境引起的一切影响），则原来的过程称为可逆过程。反之，如果用任何方法都不可能使系统和环境完全复原，则原来的过程称为不可逆过程。无摩擦的准静态过程即为可逆过程

5、特点：（1）系统和环境双复原（2）过程进行中，系统内部，系统与环境之间无限接近平衡态。（3）可逆过程的功和热为极限值研究可逆过程的意义:①可逆过程与平衡态密切相关②计算某些状态函数的必需③判断实际过程的极限和效率2-5焓(enthalpy)1.定义封闭系统等压过程p1=p2=p外W’=0Define:H=U+pV焓（enthalpy)2.讨论：(1)焓是系统的状态函数，广度性质，具有能量的量纲。(2)焓没有明确的物理意义（导出函数），无法测定其绝对值。Qp=ΔH（封闭系统、等压过程、w’=0)(3)3.等容过程的热QV=ΔU(封闭

6、系统、等容过程、w’=0)4.稳流系统的热力学第一定律122-5热容（heatcapacity)1.定义：对于组成不变的封闭均相系统，在w’=0的条件下定义1：系统的热容定义2：系统的定压热容系统的摩尔定压热容(molarheatcapacityatconstantpressure)定义3:系统的定容热容系统的摩尔定容热容molarheatcapacityatconstantvolume定义4：系统的比热容specificheatcapacity2.性质(1)热容是系统的状态函数(2)纯物质的摩尔热容与系统的温度、压力有关压力对热

7、容的影响很小，通常情况下可忽略不计温度对热容的影响一般由实验确定，并由经验方程式描述。热容与温度的关系式的一般形式：或查手册时注意：①公式形式②使用温度范围③表头的指数④单位（cal或J,mol-1或kg-1)103b106c8.3-17.2(3)组成不变的均相系统等压（等容）变温过程热的计算(4)平均热容：一些气体自250C至某温度的平均摩尔定压热容Cp,m/(J.K-1.mol-1)t/0C251002003005001000H228.8028.9429.0829.1329.2429.80空气29.1429.2429.3529

8、.5730.2031.74CH435.7437.5440.2143.0148.7060.86气体的热容随温度升高而增大(4)纯物质的Cp和CV的关系---(1)比较系数代入(1)式：此关系适用于任何纯物质2-6热力学第一定律对理想气体的应用1.理想