高等物理化学课件.ppt

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1、热力学第一定律第二章热力学第一定律对理想气体的应用§2.1热力学概论§2.8热力学第一定律对理想气体的应用§2.3热力学的一些基本概念§2.4热力学第一定律§2.5准静态过程与可逆过程§2.6焓§2.7热容§2.9Carnot循环主要内容§2.10Joule–Thomson效应§2.11热化学§2.12Hess定律§2.13几种热效应§2.14反应焓变与温度的关系－Kirchhoff定律§2.15绝热反应──非等温反应主要内容基本要求1、了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、热、状态函数和

2、过程和途径等。2、明确热力学第一定律和热力学能的概念。明确热和功只在系统与环境有能量交换时才有意义。熟知功与热正负号的取号惯例及各种过程中功与热的计算。3、明确准静态过程与可逆过程的概念。4、明确U及H都是状态函数，以及状态函数的特性。5、熟练地应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的U，H，Q和W。6、能熟练地运用生成焓、燃烧焓来计算反应焓变。会应用Hess定律和Kirchhoff定律。7、了解Carnot循环意义以及理想气体在诸过程中热、功的计算。8、从微观角度了解能量

3、均分原理和热力第一定律的本质。主要讨论的是过程进行的方向和限度，解决的是过程进行的可能性的问题。热力学共有四个基本定律：第零、第一、第二、第三定律，其中第一、第二定律是热力学的主要基础。化学热力学是把热力学中的基本原理用来研究化学现象和与化学相关的物理现象。一、热力学的基本内容§2.1热力学概论二、热力学的特点只研究体系的宏观性质，不涉及物质的微观结构和微观运动；只考察体系变化的始终态，不追究过程进行的细节和速率。§2.3热力学的一些基本概念1、系统2、环境与系统密切相关、有相互作用或影响所能及

4、的部分称为环境。环境系统系统与环境一、系统与环境被划定的研究对象称为系统、体系或物系。说明：1.系统与环境可因考虑问题的不而不同，它们没有本质的区别，是根据研究的需要二人为划分的。2.系统与环境间不一定有明显的物理分界面。3.系统的大小以研究的问题而定。根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类：（1）敞开系统环境有物质交换敞开系统有能量交换系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换3、系统的分类（2）封闭系统环境无物质交换有能量交换系统与环境之间无物质交换，但有能量交换封闭系统（3）隔离系统系统与

5、环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为孤立系统。环境无物质交换无能量交换隔离系统(1)1、广度性质2、强度性质二、系统的性质（热力学变量）又称为容量性质，其数值与系统的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性，在数学上是一次齐函数。其数值取决于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。它在数学上是零次齐函数。3、两者的关系指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，或两个容量性质相除得强度性质，即：例如：在指定的外界条件下，当系统的诸性质不随时间而改变，则系统

6、就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：三、热力学平衡态与状态方程热平衡力学平衡相平衡化学平衡系统各部分温度相等。系统各部的压力都相等。多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。反应系统中各物的数量不再随时间而改变。系统的一些性质，具有以下特性：四、状态函数状态函数的变化值仅与于系统的始态和终态有关，而与变化的途径无关。当系统有一确定状态时，状态函数就有一定值；(只与系统状态有关的物理量)当系统恢复原状时，状态函数也恢复原状。系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。在一定的环境条件下，热力学

7、系统所经历的任何变化或系统由一个平衡态变化到另一个平衡态的经过。1、过程五、过程和途径（1）等温过程（2）等压过程（3）等容过程（4）绝热过程（5）环状过程常见的变化过程有：（无绝热装置）（无钢瓶）从始态到终态的具体步骤称为途径。2、途径系统吸热，Q>0系统放热，Q<01、热系统与环境之间因温度不同而交换或传递的能量称为热，用符号Q表示。七、热和功Q的取号：热的本质是分子无规则运动强度的一种体现。2、功系统与环境之间传递的除热以外的其他能量都称为功，用符号W表示。环境对系统作功，W>0系统对环境

8、作功，W<0W的取号：广义功=广义力×广义位移We叫做膨胀功，是指系统体积发生变化时，抵抗外压所做的功，即：3.Q和W的微小变化用符号而不能用表示1.热和功不是系统的属性，是系统和环境能量传递过程中的物理量。2.热和功都不是状态函数，其数值与变化途径有关。说明：Wf叫做非膨胀功，是指除膨胀功以外的其他所有形式的功，即：3.热和功只针对封闭系统和隔离系统中所发生的过程才有实际意义。§2.4热力学第一定律一、内能或热力学能（U）系统内部能量的总和，通常包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电