01第一章热力学第一定律.ppt

《01第一章热力学第一定律.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章热力学第一定律（Thefirstlawofthermodynamics)第一节热力学概论（Introductionofthermodynamics)1.热力学的研究内容（1）平衡热力学（经典热力学）（2）非平衡热力学2.平衡热力学的特点（1）研究对象：大量粒子组成的宏观体系（热力学的结论不适用于微观体系中单独粒子或少量粒子的行为）（2）研究方法：在经验定律的基础上，通过演绎的方法，得出一般性的规律。（高度的普适性和可靠性）（3）只考虑过程的初、末态，不考虑过程的细节。（知其然，不知其所以然）第二节.热力学基本概念（Basicconcep

2、tsofthermodynamics)一.系统与环境（systemandsurroundings)敞开（开放）系统（Opensystem）封闭（密闭）系统（Closedsystem）隔离（孤立）系统（Isolatedsystem）二、体系的性质：广度（广延、容量）性质（extensiveproperty)强度性质（intensiveproperty)广度性质具有部分加和性，强度性质无部分加和性。V总=V1+V2P1,V1p2,V2P总≠p1+p22.热力学平衡状态（equilibriumstateofthermodynamics)如果处在一定

3、环境条件下的系统,其所有的性质均不随时间而变化;而且当此系统与环境隔离后,也不会引起系统任何性质的变化,则称该系统处于热力学平衡状态.H2O(l)1000CH2O(g)1000C,101.325kPa恒温热源(100oC)H2O(l)1000CH2O(g)1000C,101,325kPa绝热壁热力学平衡状态T1airT2TT1T2air(T)绝热壁恒温热源稳态（stablestate)非平衡态处于热力学平衡的系统必须同时满足下列平衡：（1）热平衡（thermalequilibrium):如果没有绝热壁存在，系统内各部分之间以及系统与环境之间没

4、有温度的差别热力学第零定律如果系统A与系统B成热平衡，系统B与系统C成热平衡，则系统A与系统C也必然成热平衡。（2）力平衡（mechanicalequilibrium)如果没有刚性壁存在，系统各部分之间，系统与环境之间没有不平衡的力存在在不考虑重力场与其它外场作用的情况下，系统内部处处压力相等（3）相平衡（phaseequilibrium)相（phase)系统内物理性质及化学性质完全均匀的一部分称为一相。H2O(l)糖水糖水糖均相系统（homogeneoussystem)多（复、非均）相系统heterogeneoussystem相平衡若在一个

5、多相系统中，各相的组成及数量均不随时间而变化，则称该系统处于相平衡（4）化学平衡（chemicalequilibrium)若系统中各物质之间存在化学反应，当系统组成不随时间而变化时，系统处于化学平衡。热力学平衡热平衡力平衡相平衡物质平衡化学平衡四.状态函数（statefunctions)(1)定义：描述（确定）系统状态的系统的各宏观物理性质（如温度、压力、体积等）称为系统的热力学性质，又称为状态函数。（2）性质：(a)一个系统的状态函数之间是彼此关联的一个组成不变的均相体系，只需两个强度性质即可确定系统所有的强度性质。(b)状态函数是状态的单

6、值函数状态函数的值与系统的历史无关；当系统由一个状态变化到另一个状态时，状态函数的增量只取决于系统的初、末态，而与具体变化的路径无关。状态函数的增量可用全微分表示。五.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)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：

7、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动的反映。六、热和功功（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外第三节热力学第一定律Thefirstlawofthermodynamics1.热一律：能量转化与守恒定律、多种表述2.内能（internalenergy)热力学

8、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总和。(2)内能是系统的状态函数，是广延性质。(3)内能的绝对