第二章--热力学第二定律-天津大学第五版-物理化学.ppt

《第二章--热力学第二定律-天津大学第五版-物理化学.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、第二章热力学第一定律及其应用五邑大学化环学院内容热力学概论热力学一些基本概念及术语热力学第一定律恒容热、恒压热、焓盖斯定律热容可逆过程和可逆体积功热力学第一定律在理想气体简单过程中的应用热力学第一定律在相变中的应用反应焓2.1热力学概论热力学是研究宏观系统的热与其他形式能量之间的相互转换关系及其转换过程中所遵循的规律；化学热力学是用热力学基本原理研究化学现象和相关的物理现象。根据热力学第一定律计算变化过程中的能量变化，根据热力学第二定律判断变化的方向和限度。§2.1热力学概论热力学方法和局限性热力学方法是一种演绎的方法，结合经验所得的基本定律进行演绎推理，指明宏观对象的

2、性质、变化方向和限度。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。只考虑平衡问题，考虑变化前后的净结果，但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。§2.1热力学概论热力学方法局限性不知道反应的机理和反应速率；不研究系统的宏观性质与微观结构之间的关系；可以指出进行实验和改进工作的方向，讨论变化的可能性，但无法指出如何将可能性变为现实的方法和途径。§2.2热力学一些基本概念及术语系统与环境在科学研究时必须先确定研究对象，把一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究

3、对象称为系统，亦称为体系或物系。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。环境系统§2.2热力学一些基本概念及术语系统与环境的关系隔离系统：系统完全不受环境影响，和环境之间没有物质和能力的交换，又称为孤立系统。环境隔离系统无物质交换无能量交换§2.2热力学一些基本概念及术语系统与环境的关系封闭系统：系统与环境无物质交换，有能量交换。环境封闭系统无物质交换能量交换经典热力学主要研究封闭系统§2.2热力学一些基本概念及术语系统与环境的关系敞开系统：系统与环境之间既有物质也有能量交换。环境敞开系统物质交换能量交换经典热力学不研究敞开系统§2.2热力学一些基本概念及

4、术语系统的性质可用用宏观可测性质来描述系统的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：广度性质/容量性质：它的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。强度性质：它的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。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。§2.2热力学一些基本概念及术语体系的某种广度性质除以总质量或物质的量（或者把体系的两个容量性质相除）之后就成为强度性质。如摩尔体积、摩尔熵、密度、比容等§2.2热力学一些基本概念及术语

5、热力学平衡态当系统的诸性质不随时间而改变，则系统就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：热平衡（thermalequilibrium）系统各部分温度相等力学平衡（mechanicalequilibrium）系统各部的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽双方压力不等，但也能保持力学平衡；相平衡（phaseequilibrium）多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变化学平衡（chemicalequilibrium）反应系统中各物的数量不再随时间而改变§2.2热力学一些基本概念及术语状态函数（statefunction）系统的一些性质，其数值仅取决于系统所处的状态

6、，而与系统的历史无关；它的变化值仅取决于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数。状态函数的特性可描述为：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。状态函数在数学上具有全微分的性质。§2.2热力学一些基本概念及术语状态方程（equationofstate）系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。对于一定量的单组分均匀系统，状态函数p,V，T之间有一定量的联系。经验证明，只有两个是独立的，它们的函数关系可表示为：例如，理想气体的状态方程可表示为：对于多组分系统，系统的状态还与组成有关，如：§2.2热力学一些基本概念及术语过程（process）

7、与途径（path）过程：在一定的环境条件下，系统发生了一个从始态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过程。途径：从始态到终态的具体步骤称为途径。§2.2热力学一些基本概念及术语常见过程等温过程等压过程等容过程绝热过程环状过程§2.2热力学一些基本概念及术语热和功热（heat）：系统与环境之间因温差而传递的能量称为热，用符号Q表示。同时规定：系统吸热，Q>0；系统放热，Q<0。热的本质是分子无规则运动强度的一种体现。计算热一定要与系统与环境之间发生热交换的过程联系在一起，系统内部的能量交换不可能是热。§2.2热力学一些基本概念及术语热和功