热力学第一定律及其应用(V)

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1、物理化学—第二章热力学第一定律2021/7/18第二章热力学第一定律2.1热力学概论2.3热力学的一些基本概念2.5准静态过程与可逆过程2.6焓2.7热容2.2热平衡和热力学第零定律——温度的概念2.4热力学第一定律2021/7/182.14反应热与温度的关系——基尔霍夫定律2.15绝热反应——非等温反应*2.16热力学第一定律的微观说明2.11热化学2.12Hess定律2.13几种热效应2.8热力学第一定律对理想气体的应用2.10Joule-Thomson效应——实际气体2.9Carnnot定律2021/7/18

2、2.1热力学概论热力学的研究对象热力学的方法和局限性2021/7/18热力学的研究对象研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律；研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应；研究化学变化的方向和限度。2021/7/18热力学的方法和局限性热力学方法研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。能判断变化能否发生以及进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。局限性不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现

3、实性。2021/7/182.3热力学的一些基本概念体系与环境体系的分类体系的性质热力学平衡态状态函数状态方程热和功几个基本概念：2021/7/18体系与环境体系（System）在科学研究时必须先确定研究对象，把一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统。环境（surroundings）与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。2021/7/18体系分类根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：（1）敞开体系（opensystem）体系与环境

4、之间既有物质交换，又有能量交换。2021/7/18体系分类根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：（2）封闭体系（closedsystem）体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。2021/7/18体系分类根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：（3）孤立体系（isolatedsystem）体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑。2021/7/18物体的性质：当我们对一个物体进行研究时（这里，我们直接地把“物体”这个名词认为是一个可辨

5、认的、确定的、具有明显含义的事物），为了刻画物体的特征，对其进行观察或对其进行实验，我们得到的结果，就是关于物体的知识，就称为物体的性质。比如物体的温度、压力的等，都属于物体的性质，它们通常是一些宏观可测的物理量，而实质上，这也是表征物体的一个个变量，也称之为物体的热力学变量。体系的性质2021/7/18热力学体系的性质：热力学体系依然是以物体构成，故，在热力学领域，组成体系的各物体的性质就体现了体系的性质，即，为了刻画体系的特征而对体系进行实验或观察，得到的一系列结果，就是关于体系的知识，即，体系的性质，同样，体

6、系的这些宏观可测性质，也就是体系的热力学变量，如，温度、压力、体积、表面张力等，它们都用于描述体系的热力学状态。状态性质：当体系的一切性质都有确定的值时，就称这个体系处于一个确定的状态，这时体系的性质就是体系的状态性质；或状态变量。2021/7/18Propertiesthatareindependentofhowasampleispreparedarecalled“Statefunctions”.Theyaredependonthecurrentstateofthesystemandareindependento

7、fitsprevioushistory.Propertiesthatrelatedtothepreparationofthestatearecalled“pathfunctions”2021/7/18体系的性质体系的性质可分为两类：广度性质（extensiveproperties）又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性，在数学上是一次齐函数。强度性质（intensiveproperties）它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。它

8、在数学上是零次齐函数。指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，如摩尔热容。2021/7/18热力学平衡态当体系的诸性质不随时间而改变，则体系就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：热平衡（thermalequilibrium）体系各部分温度相等。力学平衡（mechanicalequilibrium）体系各部的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽双方压力