大学化学第一章§1.2--热力学第一定律与热化学.ppt

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1、第一章 化学热力学基础§1.1气体的pVT关系(二版，三版P5-12)§1.2热力学第一定律与热化学(二版P128-170，三版P135-177)§1.3热力学第二定律与化学反应方向(二版P171-213，三版P178-223)§1.4化学平衡(二版P246-258，三版P263-283)§1.2热力学第一定律与热化学(二版P128-170，三版P135-177)1.2.1基本概念与术语1.系统和环境2.状态和状态函数3.过程和途径4.热力学能（内能）5.热和功6.可逆过程§1.2热力学第一定律与热化学128-1701.2.1基本概念与术语（二版P129，三版P136）

2、1.系统和环境(systemandsurrounding)隔离系统(isolatedsystem)：与环境无物质和能量交换封闭系统(closedsystem)：与环境有能量交换，无物质交换敞开系统(opensystem)：与环境有物质和能量交换§1.2热力学第一定律与热化学1.2.1基本概念与术语2.状态（state）和状态函数（statefunction）（二版P130，三版P137）热力学用系统的所有性质来描述它所处的状态。即：状态是所有性质的总体表现。状态确定以后，系统的所有性质均具有各自的确定值。各种宏观性质均为状态的函数，称为状态函数。水1.2.1基本概念与术

3、语2.状态（state）和状态函数（statefunction）（二版P130，三版P137）（1）状态函数（性质）X的特点：状态确定以后，所有状态函数X均具有各自的确定值。状态变化了，状态函数的变化值ΔX只取决于始态X1和终态X2，与变化的过程是怎样的无关。状态微小的变化引起状态函数的微变dX具有全微分的性质。将宏观变化分割成无限多个微小变化，将dX进行积分得到X，与积分途径无关，即在始态和末态之间有多条途径，各途径的X值相同只需确定两个状态函数的值，其它所有状态函数的值都确定了，因为各状态函数互相关联。1.2.1基本概念与术语2.状态（state）和状态函数（s

4、tatefunction）（二版P130，三版P137）（1）状态函数的特点（2）状态函数的类型广度性质（广延量，容量性质）：数值大小与系统中物质的量成正比，具有加和性，数值是系统内各部分的数值之和：V,C,U强度性质（强度量）：数值大小与系统中物质的量无关，不具有加和性：T,p,ρ1.2.1基本概念与术语3.过程和途径（二版P131，三版P138）系统从某一状态变化到另一状态的经历，称为过程。过程可以分为：单纯pVT变化相变化化学变化也可以分为简单的状态参量变化过程：等温过程:T1=T2=T环=常数等压过程等容过程绝热过程循环过程：ΔX=01.2.1基本概念与术语4.

5、热力学能（内能）internalenergyU（二版P133，三版P139）U是系统内部所有能量的总和，包括分子的动能，势能和分子内部的能量，不包括系统宏观运动的动能和重力势能。（1）U是系统的一种性质，是状态函数，与T和V有关系（2）是广度性质（3）n一定的理想气体：U仅是温度的函数，与体积无关（4）在确定的状态，系统的U有确定值，但无法知道。当状态改变时，其改变值ΔU=U2-U1可用热和功来度量。（5）单位：J热Q：系统与环境因温度不同而传递的能量①正负值规定：系统吸热Q为正值，Q>0系统放热Q为负值，Q<0②热不是状态函数。微小热表示为Q，Q不是全微分。在始末

6、态之间有多个途径，各途径的热不相同。③热的类型1.2.1基本概念与术语5.热和功（heatandwork）（二版P134，三版P140）1.2.1基本概念与术语5.热和功（heatandwork）（二版P134，三版P140）热Q：系统与环境因温度不同而传递的能量功W：系统与环境间除热之外的其它能量传递形式①正负值规定：系统从环境得到功W为正值，W>0；系统对环境做功W为负值，W<0。②分为体积功和非体积功W、W′③功不是状态函数。在始末态之间有多个途径，各途径的功一般不同。④体积功w的计算体积功的定义式图2.2.1体积功示意图气缸气体活塞环境p气体的压力为p(是状态函

7、数），作用在活塞上的外压为p外（不是状态函数)。活塞的面积是As,活塞位移了dl④体积功w的计算135讨论①对于外压恒定的过程：②当系统向真空中自由膨胀：P外=0,③等容（密闭容器）过程：④避免错误公式:W=-P外·ΔV[例1-2]始态T=300K，p1=150kPa的某理想气体，n=2mol，经过下述两不同途径,经等温膨胀到同样的末态，其p2=50kPa。求两途经的体积功。反抗50kPa的外压一次膨胀到末态。p1=150kPaV1=33.26dm3p2=50kPaV2=99.78dm3解Jp1=150kPaV1=33.26dm3p2=5