浅谈机电专业与化学的紧密联系

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1、浅谈机电专业与化学的联系我们学化学已经几年了，化学不仅仅是做一些瓶瓶罐罐理论实验，它与我们所学的机电专业也是密不可分的，正所谓，理科是一家。在机电专业中，学习物理和微积分就是基础，然而，这两门课也是与化学密不可分的。例如，热力学化学原理如下：热力学是研究热与其他形式的能量之间转化规律的一门科学。热力学的基础是热力学第一定律和热力学第二定律。这两个定律都是人类的人量经验的总结，有着广泛的、牢固的实验基础。利用热力学定律、原理和方法研究化学反应以及伴随这些化学反应而发牛的物理变化过程就形成了化学热力学。化学热力学主要研究和解决的问题有：1、化学反应及与化学反应密切

2、相关的物理过程中的能量变化；2、判断化学反应进行的方向和限度。一、热力学第一定律：（-）热力学的一些基本概念1、系统、环境和相当人们以观察、实验等方法进行科学研究时，往往将某一部分的物质或空间与其余部分分开，作为研究的对象，这部分作为研究对象的物质或空间称为系统。在系统以外，与系统有互相影响的其他部分称为环境。根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类：（1）敞开系统：系统与环境之间既有能量交换，又有物质交换。（2）封闭系统：系统与环境之间只有能量交换，没有物质交换。（3）隔离系统：系统与环境Z间既没有能量交换，也没有物质交换。系统中物理性质和化学性质完全和同的

3、均匀部分称为和，相与相之间存在明显的界面。通常把只含有一个相的系统称为均相系统；含两个或两个以上相的系统称为多和系统。2、状态和状态函数系统状态是系统的各种物理性质和化学性质的综合表现。在热力学中，把用于确定系统的物理量（性质）称为状态函数。状态函数的特点是：其量值只取决系统所处的状态；其变化值仅取决于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。系统的状态函数分为广度性质和强度性质两类：(1)广度性质：广度性质的量值与系统中物质的量成正比，在系统内具有加和性。(2)强度性质：强度性质的量值与系统中物质的量无关，不具有加和性。3、过程和途径系统状态所发生的任何变化称为

4、过程。系统经历一个过程，由始态变化到终态，可以采用多种不同的方式，通常把完成某一过程的具体方式称为途径。根据过程发生时的条件不同，可分为以下几类：(1)等温过程：系统的始态温度与终态温度相同，并等于环境温度的过程称为等温过程。人休具有温度调节系统，从而保持一定的体温，因此在休内发生的生化反应可以认为是等温过程。(2)等压过程：系统始态的压力与终态的压力相同，并等于环境压力的过程称为等压过程。(3)等容过程：系统的体积不发生变化的过程称为等容过程。(4)循环过程：如果系统由某一状态出发，经过一系列变化乂回到原来的状态，这种过程就称为循环过程。4、热和功(1)热由

5、于系统与环境的温度不同，而在系统与环境间所传递的能量称为热；用符号Q表示。系统吸热，Q>0；系统向环境放热，Q<0o(2)功除热以外，在系统与环境之间传递的其他能量都称为功，用符号W表示。环境对系统做功，W>0；系统对环境做功，W<0o功可以分为体积功和非体积功。体积功是系统发生体积变化时与环境传递的功；非体积功是除体积功以外的所有其他功，用符号歹’表示。功也与实现过程的途径有关，它也不是状态函数。(二)热力学第一定律热力学第一定律就是能量守恒定律，它是人类经验的总结，己为人量的实验所证实。热力学第一定律可表述为：能量具有各种不同的形式，它能从一•种形式转化为

6、另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，但在转化和传递的过程中能量的总值不变。1、热力学能热力学能也称内能，用符号u表示，它是系统内部能量的总和，包括系统内分了运动的动能、分了间相互作用的势能和分了内齐种粒了(原了、原了核、电子等)及其相互作用的能量等。热力学能是状态函数，其量值取决于系统的状态。在确定状态下，热力学能的量值一定，它的改变量由系统的始态和终态决定，与变化所经历的途径无关。由于系统内部粒子的运动方式及具相互作用非常复杂，热力学能的绝对值无法测量，但能测量出其变化值。当系统曲状态A变化到状态B时：热力学第一定律的数学表达式系统的热力学能改变是由于系

7、统与环境之间进行热和功传递的结果。由于能量既不能凭空产生，也不能自行消失，系统所增加的能量一定等于环境所失去的台匕4L冃匕至。在任何过程中，系统热力学能的增加等于系统从环境吸收的热与环境对系统所做的功之和。Al7=e+JFdU=SQ^Sf^对于微小变化：呼=0):对于不做非体积功的等压过程50=dU^Pndy50=du^Pndy对等压下发生的过程，psu=p,且为一常数，贝hr„dF^dF=d(pF)80=

8、限变化：血=毎2上式表明：对于不做非体