物理化学(上)-

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1、第一章热力学第一定律及其应用概述第一节常用术语第二节热力学第一定律第三节热力学第一定律的应用小结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及外界条件（如温度、压力、浓度等）对反应的方向和限度的影响。概述热力学方法的局限性不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现实性。概述如合成氨的工业生产，单纯从热力学的角度分析，在常温常压下是完全可能的，但实际上却不然；再如二氧化硅的多晶转变问题，热力学预言从α-石英到α-方石英的转变必须经历α-鳞石

2、英，但实际上，由于从α-石英到α-鳞石英的转变速度极慢而使该步骤难以出现；类似的例子还有金刚石到石墨的转变，由于其转变速度慢到难以检测，因此我们不必担心金刚石在一夜之间变成石墨。1、体系或系统(system)：被划定的研究对象包括大量分子、原子、离子等物质微粒组成的宏观集合体及空间。①视研究对象而定；②注意研究对象的物质的量；③注意研究对象的界定条件.第一节常用术语常用术语一、体系与环境常用术语2、环境(surrounding)：与系统通过物理界面（或假想的界面）相隔开并与系统密切相关的周围部分（物质或空间）。3、系统的分类根据体系与环境之间的关系，把体系分

3、为三类(1)敞开系统(opensystem)系统与环境之间既有物质质量传递也有能量（以热和功的形式）的传递。(2)封闭系统(closedsystem)系统与环境之间只有能量的传递，而无物质的质量传递。因此封闭系统中物质的质量是守恒的。常用术语(2)隔离系统(isolatedsystem)系统与环境之间既无物质质量传递亦无能量的传递，因此隔离系统中物质的质量与能量是守恒的。常用术语《物理化学》（上）主要涉及的研究体系：１）单一组分的理想气体；２）实际气体；３）溶液；４）固体；５）化学反应。常用术语2、广度性质(extensiveproperties)它与系统中

4、所含物质的量有加和性（如V，U，H……等），其值随各部分质量的加和而加和。如：体积质量或密度摩尔体积常用术语二、热力学体系的宏观性质(macroscopicproperties)1、强度性质(intensiveproperties)它与系统中所含物质的量多少无关，无加和性（如p，T等）体系无论如何瓜分，各部分的p（或T)均同值；用宏观性质来描述体系的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：三、状态和状态函数1、状态(state)：指体系物理性质和化学性质的综合表现。这些物质的量？温度？压力？常用术语如:某一容器内盛有一些物质.这些物质是气态、液态

5、还是固态？这些物质是纯净物还是混合物？是否有化学反应发生？温度、压力、体积、物质的量、物质状态、内能、吉布斯自由能、焓、熵等。常用术语2、状态函数：常见的描述状态的宏观性质有：体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处的状态，而与体系的历史无关；它的变化值仅取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数（statefunction）。（1）对于定量，组成不变的均相系统，体系的任意宏观性质是另外两个独立宏观性质的函数。可以表示为：常用术语例如：一定量的纯理想气体V=f(T,p)，其具体的关系为即n一定时，V是p,T的函数，当p,T值确

6、定了，V就有确定值，则该理想气体的状态也就确定了，其他任何热力学函数的值（如U、H、……等）也必有确定值。常用术语同一体系的状态函数之间存在一定的联系。描述某一状态只需要部分状态函数即可；（2）当状态变化时，状态函数Z的改变量ΔZ等于始终态函数的差值，即只决定于系统始态函数值Z1和终态函数值Z2，而与变化的途径过程无关。如ΔT=T2－T1，ΔU=U2-U1状态１状态２途径１途径２常用术语ΔZ=Z2-Z1（3）当系统经历一系列状态变化，最后回至原来始态时，状态函数Z的数值应无变化，即Z的微变循环积分为零常用术语状态函数的特性可描述为：异途同归，值变相等；周而复

7、始，数值还原。（4）若Z=f(x,y)，则其全微分可表示为以一定量纯理想气体，V=f(p,T)为例，则常用术语(1)热平衡(heatequilibrium)系统内各部分的温度T相等，若系统不是绝热的，则系统与环境的温度也要相等。常用术语四、热力学平衡态(thermodynamicequilibriumstate)体系的热力学平衡态必须同时满足下列两个条件（a）体系诸性质不随时间而改变；（b）当体系与环境间不存在任何形式的宏观流（物质流或能量流）而且体系内部达化学平衡。只满足（a）而不满足（b）则称为稳态，如靠热源（环境）维持温度稳定的恒温槽。热力学平衡态包括

8、下列几个平衡：(4)化学平衡(chemicalequ