热力学知识点.docx

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1、热力学定义：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。第一定律：研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应。第二定律：研究化学变化的方向和限度。第三定律：解决物质的熵计算热力学研究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体系:划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统环境: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。体系与环境:根据体系与环境是否有能量（热与功）交换、物质交换，将体系分

2、为：敞开体系、封闭体系、孤立体系。体系性质:专指体系的热力学宏观性质，又称体系热力学性质。分为广度性质与强度性质广度性质：又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，具有性质有加和性，反映体系量的特性。如体积、质量、熵等强度性质：不具有部分加和性，反映系统质的特性。如温度、压强、密度两个广度性质相除，其导出物理量一般为强度性质广度性质的摩尔量是强度性质，如Vm，Um，Hm,Cp,m热力学平衡态当体系的所有热力学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：体系各部分温度相等力学平衡：体系各部的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽

3、双方压力不等，但也能保持力学平衡相平衡：多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变化学平衡：反应体系中各物质的量不再随时间而改变状态与状态函数状态:由一系列所有体系性质所确定下来的体系存在形式始态：体系变化前的状态,用下标“1”或“A”表示，如U1终态：体系变化后的状态，用下标“2”或“B”表示，如U2状态函数(statefunction)：体系的性质和状态间，存在着一一对应的关系，也就是说存在着一定的函数关系。体系的每一个热力学性质都是状态的函数，简称状态函数。如P、T、V、U、H、S、G、F等都是状态函数，通常用X泛指体系的所有状态函数过程与路径过程：系统从一

4、个平衡态变到另一个平衡态的经历途径：实现某一过程具体步骤的总和注意：实现某一过程可以通过不同途径根据过程的具体特点可以细分为如下热力学过程恒温过程：T1=T2=T环=常数（dT=0）（等温过程；T1=T2即△T=0)恒压过程：P1=P2=P环=常数（dP=0）（等压过程；P1=P2即△P=0)等容过程：过程中系统的体积始终保持不变（dV=0）,体积功W=0绝热过程:体系与环境间不存在热量交换,过程的热Q=0循环过程:体系由某一状态出发，周而复始的状态。循环过程中所有的状态函数的改变量均为零可逆过程（reversibleprocess）：系统和环境的相互作用无限接近

5、于平衡条件下进行的过程热：体系与环境之间因温差而传递的能量称为热，用符号Q表示性质：体系吸热取正值；放热取负值能量传递的一种形式，非状态函数，其值与过程有关功：体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都称为功，用符号W表示性质：能量传递的一种形式，非状态函数，其值与过程有关体系做功取负值；得功取正值热力学第一定律就是能量守恒原理。能量可以在一物体与其他物体之间传递，可以从一种形式转化成另一种形式，但是不能无中生有，也不能自行消失。而不同形式的能量在相互转化时永远是数量相当的。而能量转化只有两种基本形式：功（work）和热（heat）。数学表达式：DU=Q+W（封闭系

6、统）；dU=dQ+dW（微小变化的封闭体系）热力学第一定律也可以表述为：第一类永动机是不可能制成的；隔离体系内无论发生任何过程，其热力学能不变自由膨胀：即向真空膨胀，Pamb=0,故dW=-PambdV=0一步恒温等外压膨胀与压缩循环：即Pamb=常数,故W=-Pamb(V2-V1)一步恒温等外压膨胀与压缩循环：即Pamb=常数,故W=-Pamb(V2-V1)三步恒温等外压膨胀与压缩循环：即Pamb=常数,故W=-Pamb(V2-V1)可逆过程从以上的膨胀与压缩过程看出，功与变化的途径有关。虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。显然，可逆膨胀，体系对环境

7、作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。无任何能量耗散的准静态过程从以上的膨胀与压缩过程看出，功与变化的途径有关。虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。显然，可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。无任何能量耗散的准静态过程体积功：由于体系在变化过程中体系体积发生变化而与环境交换的能量称之为体积功体积功计算的定义式：封闭体系热力学第一定律的表达式为封闭体系不作非体积功过程的表达式当系统的状态一定，焓就有确定的值，但其绝对值无法确定。在没有非体积功的恒压过程中，系统所吸收或放出的热等于系统焓变，即QP=ΔH，除此以外焓没有确切的物理意义

8、。对于一定