《水物理化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 热力学第一定律

第一章热力学第一定律 1热力学概论 热力学的研究对象 热力学的方法和局限性 几个基本概念: 体系与环境 体系的分类 体系的性质 热力学平衡态 状态函数 状态方程 热和功 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 第 一 章 热力学第一定律 1.1 热力学概论 热力学的研究对象 热力学的方法和局限性 •体系与环境 •体系的分类 •体系的性质 •热力学平衡态 •状态函数 •状态方程 •热和功 几个基本概念：

热力学的研究对象 硏究热、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 研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的 能量效应; 研究化学变化的方向和限度。 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 热力学的研究对象 •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； •研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的 能量效应； •研究化学变化的方向和限度

热力学的方法和局限性 热力学方法 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。 局限性 不知道反应的机理、速率和微观性 质,只讲可能性,不讲现实性。 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 热力学的方法和局限性 热力学方法 •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。 局限性 不知道反应的机理、速率和微观性 质，只讲可能性，不讲现实性

体系与环境 体系( System) 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 i surroundings 的,也可以是想象的。这种被 体系 划定的研究对象称为体系,亦 称为物系或系统。 环境( surroundings) 体亲与环境 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。 上一内容下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 体系与环境 体系（System） 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 划定的研究对象称为体系，亦 称为物系或系统。 环境（surroundings） 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

体系分类 根据体系与环境之间的关系,把体系分为三类: (1)敞开体系( open system) 体系与环境之间既有物质交换,又有能量交换 环境 surroundings 物质交换 敞开体系 te 能量交换 敝开体亲 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 体系分类 根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类： （1）敞开体系（open system） 体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换

体系分类 根据体系与环境之间的关系,把体系分为三类: (2)封闭体系( closed system) 体系与环境之间无物质交换,但有能量交换。 环境 surroundings 无物质交换 封闭体系 closed system 能量交换 封闭体亲 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 体系分类 根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类： （2）封闭体系（closed system） 体系与环境之间无物质交换，但有能量交换

体系分类 根据体系与环境之间的关系,把体系分为三类: (3)孤立体系( isolated system) 体系与环境之间既无物质交换,又无能量交换,故 又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环 境一起作为孤立体系来考虑。 孤立体系 isolated system 环境 大环境 surroundings 无物质交换 无物质交换 孤立本系 solated system A\\V 无能量交换 孤立体系(1) 孤立体亲(2) 无能量交换 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回 2021/2/20

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 体系分类 根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类： （3）孤立体系（isolated system） 体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故 又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环 境一起作为孤立体系来考虑

体系的性质 用宏观可测性质来描述体系的热力学状态, 故这些性质又称为热力学变量。可分为两类: 广度性质( extensive properties 又称为容量性质,它的数值与体系的物质的 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( Intensive properties 的数值取决于体系自身的特点,与体系的 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,如摩尔热容。 上一内容下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 体系的性质 用宏观可测性质来描述体系的热力学状态， 故这些性质又称为热力学变量。可分为两类： 广度性质（extensive properties） 又称为容量性质，它的数值与体系的物质的 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（intensive properties） 它的数值取决于体系自身的特点，与体系的 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，如摩尔热容

状态函数 体系的一些性质,其数值仅取决于体系所处 的状态,而与体系的历史无关;它的变化值仅取 决于体系的始态和终态,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( state function)。 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。 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 状态函数 体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处 的状态，而与体系的历史无关；它的变化值仅取 决于体系的始态和终态，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（state function）。 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

状态方程 体系状态函数之间的定量关系式称为状态方 程( state equation)。 对于一定量的单组分均匀体系,状态函数 Tn,V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: T=f(p, k p=f(r,V) V=f (p, T) 例如,理想气体的状态方程可表示为: pV=nRT 上一内容卜下一内容◆回主目录 ←返回202120

上一内容 下一内容 回主目录 返回 2021/2/20 状态方程 体系状态函数之间的定量关系式称为状态方 程（state equation ）。 对于一定量的单组分均匀体系，状态函数 T,p,V 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： T=f（p,V） p=f（T,V） V=f（p,T） 例如，理想气体的状态方程可表示为： pV=nRT