《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 热力学第一定律

热力学概论能量守恒内能与恰基本概念热与体积功弟一热力学第一定律反应热与度反应热计算节流膨胀绝热过程反应热习题课热容

$1.1热力学概论一、热力学的内容1、热力学第一定律一变化过程中的能量转换的定量关系。2、热力学第二定律一变化过程的方向和限度3、热力学第三定律规定滴，解决化学平衡的计算问题。在设计新的反应路线或试制新的化学产品时，变化的方向和限度问题，显然是十分重要的。只有确知存在反应的可能性的前提下再去考虑反应的速率问题，否则将徒劳无功：如在上世纪末进行了从石墨制造金刚石的尝试，所有的实验都以失败告终。以后通过热力学计算知道，只有当压力超过15000倍时，石墨才有可能转变成金刚石。现在已经成功地实现了这个转变过程

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热力学的方法：逻辑推理法一热力学的方法特点：1、研究对象为大量质点的宏观体系即只研究物质的宏观性质，不考虑微观性质和个别分子的行为。2、只须知道系统的始、终态，既不管过程进行的机理，也无须知道其结构变化3、在热力学研究中无时间概念，即不管（反应）变化速率例：根据热力学计算，金刚石可自发地变成石墨，但这个过程需用多少时间？发生变化的根本原因和机理？热力学中无法知道

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$1.2基本概念系统和环境状态和状态函数二、 米T三、过程与途径四、热力学平衡系统

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系统和环境一System and Surroundings系统：研究对象环境：系统以外的，与系统有关的部分系统与环境有实际的或想象的界面分开系统的分类：敬开系统密闭系统孤立（隔离）系System统isolatedclosedopen可以不可能不可能物质交换可以可以不可能能量交换

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例：系统和环境绝热壁水蒸气孤离系统水敬开系统

6 系统和环境 例： 绝 热 壁 水蒸气

状态和状态函数二、State and State function状态：系统的物理，化学性质的综合表现：状态性质：系统处于某一状态时的性质，是系统本身所属的宏观物理量如:T,p,p,V,m,U,H,S...状态性质之间互相联系的，不是独立的，在数学上有函数关系，所以又称状态函数如：单相纯物质密闭系统V=f(Tp）或p=f(TV）

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1.状态函数的分类容量性质：extensiveproperties其数值与系统中物质的量成正比，且有加和性如 : V.αcn; V(总)=Vi+V,+...强度性质：intensiveproperties其数值与系统中物质的量无关，不具有加和性如:T,p，p注意：1.pp,+Pz与分压定律的区别2.两个容量性质相除得强度性质如:p=m/V,V.=V/n

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2.状态函数的特点状态函数的改变量只与始、终态有关，与变化途2径无关；AX =[dx = X, -X)AX = fdX = 0状态函数的微小变化可以用全微分表示%(%如 : p=f(T,V)) dT +(dvdp :三积分Or[d= (%),SdT +dvav

9 dV V p dT T p dp V T                        2 1 2 1 X X X dX X X  X  dX  0 V T p p dp dT dV T V                     

三、过程与途径系统状态发生的变化为过程，变化的具体步骤称为途径，按照系统中物质变化前后的状态过程可分为三类：1、简单状态变化过程2、相变过程：系统物态发生变化，如气化(vapor）：液一气熔化(fusion）：固一液升华过程（sublimation）：固一气3、化学变化过程：化学反应10

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