第2章热力学第一定律ppt课件.ppt

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1、上节回顾第一章气体理想气体的状态方程根据理想气体状态方程相互计算p,V,T,n,m,M,道尔顿定律和阿马格定律理想气体与真实气体的差别临界状态饱和蒸汽压第二章热力学第一定律计划学时：12学时化学热力学(thermodynamics)部分基本框架热力学：研究宏观系统在能量相互转换过程中所遵循规律的学科化学热力学：热力学的基本原理→化学及有关物理现象第一定律→化学反应热效应第二定律→化学反应方向和限度、相平衡、化学平衡第三定律→绝对熵的数值三大定律热力学研究的对象是由大量质点（原子和分子等）所构成的集合体，这是热力学的最大特点。这个特点也就决

2、定了热力学方法的优点和缺点。2.对热力学来说，只需知道系统的起始状态和最终状态以及过程进行的外界条件，就可以进行相应的计算。3.热力学只能告诉我们在某种条件下，变化能否自动发生，发生到什么程度，但不能告诉我们变化所需要的时间。热力学三大特点人类经验总结，物理化学中最基本定律有着极其牢固的实验基础，其结论具有高度普遍性和可靠性20世纪初建立了热力学第三定律19世纪中—20世纪初第二章热力学第一定律§2.1热力学基本概念与术语§2.2热力学第一定律§2.3恒容热、恒压热与焓§2.4热容§2.5相变焓§2.6标准摩尔反应焓§2.7化学反应标准摩尔

3、反应焓计算§2.8化学反应恒压热与恒容热的计算§2.9可逆过程与可逆体积功的计算§2.10真实气体的节流膨胀§2.1热力学基本概念系统被划定的研究对象称为系统，亦称为物系或体系。环境与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。1.系统与环境系统环境物质交换（1）封闭系统能量交换(包括热和功)系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。（2）隔离系统系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为孤立系统。有时把封闭系统和系统影响所及的环境一起作为孤立系统来考虑。（3）敞开系统系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。系统分类能量交换

4、无物质交换封闭系统环境封闭系统示意图无能量交换无物质交换孤立系统环境孤立系统示意图无能量交换孤立系统大环境无物质交换能量交换物质交换敞开系统环境敞开系统示意图§2.1热力学基本概念1.1系统和环境系统：人们确立的研究对象环境：系统以外与系统紧密相联的部分物质交换能量交换敞开系统√√封闭系统×√隔离系统××★系统与环境之间可以是有形的物理界面，也可以是无形的几何界面★系统与环境之间的联系有物质交换与能量交换两种形式说明：★热力学中的系统如不特别注明都是封闭系统★绝对的隔离系统是不存在的例如：有一只注满热水的暖水瓶，将其中的水看作系统。如果它的

5、质量很好，塞紧瓶塞后就是隔离系统；如果它不保温，尽管塞上瓶塞，仍然是封闭系统；如果打开瓶塞，那就是敞开系统了§2.1热力学基本概念1.2状态与状态函数定态、始态、终态状态：如体系中物质的数量，化学成分，温度，压力，物态都确定就称该体系处在一定的状态，也可以说状态是体系的物理性质和化学性质的综合表现。状态函数：描述体系状态的宏观物理量都叫状态函数或叫状态性质，例如温度，压力，体积，质量，密度，浓度等等都是体系的状态函数。宏观可测性质用来描述体系的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。——指静止的，系统内部的状态，是各种宏观性质的综合体现。也

6、称热力学状态例如，理想气体T，P，V，n1.2状态和状态函数热力学用系统所有性质描述系统所处的状态状态固定，系统的所有热力学性质也就确定了状态状态函数——系统的各种性质因各种性质间存在着一定的联系，所以确定系统的状态并不需要指定所有的性质。对于单相系统，经验表明，只需指定任意两个能独立改变的性质，即可确定系统的状态。X=f(x,y)一般来说，这两个变量选为温度和压力。V=f(T,p)V=nRT/p（1）状态函数取决于状态。状态函数的变化值只取决于始末状态，而与变化的经历无关。状态函数的重要特征：（2）状态函数在数学上具有全微分的性质。状态1

7、状态2途径1途径2(T1，p1)(T2，p2)T=T2-T1状态一定，状态函数就有一个定值；状态改变了，状态函数也改变，其改变量与过程无关，只与始，终态有关；体系若恢复原状，则状态函数也恢复原状；当体系的各状态函数（诸性质）不随时间而改变，则体系就处于热力学平衡态。性质的数值与系统的物质的数量成正比，如V、m、熵等。这种性质具有加和性。性质的数值与系统中物质的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。V1,T1V2,T2V=V1+V2T≠T1+T2系统的性质热力学中讨论的是系统的宏观性质。按性质的数值是否与物质的数量有关，可将其分为广度性质

8、强度性质两个广度量之比为强度量，如：=m/V热平衡力平衡3.热力学平衡态多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。化学平衡相平衡反应系统中各物质的数量不再随时间而改变。系统各