《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）热力学第一定律

热力学第一定律第一章

热力学第一定律 第一章

Part1热力学概论

2 Part 1 热力学概论

$1.1热力学的研究对象一、热力学概念与研究内容热力学是研究能量相互转换过程中所应遵循的规律的科学。1、热力学第一定律变化过程中的能量转换的定量关系2、热力学第二定律一一变化过程的方向和限度。3、热力学第三定律一一规定，解决化学平衡的计算问题

3 热力学是研究能量相互转换过程中所应遵循的规律的科学。 1、热力学第一定律 ——变化过程中的能量转换的定量关系。 2、热力学第二定律 ——变化过程的方向和限度。 3、热力学第三定律——规定熵，解决化学平衡的计算问题。 一、热力学概念与研究内容 §1.1 热力学的研究对象

热力学概念与研究内容上世纪未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

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。 4 一、热力学概念与研究内容

二、热力学的方法特点1、研究对象为具有足够大量质点的系统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、终态以及过程进行的外界条件即可进行计算，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，即不管过程进行的速率。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

5 １、研究对象为具有足够大量质点的系统 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、终态以及过程进行的外界条件即可进 行计算，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，即不管过程进行的速率。 二、热力学的方法特点 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

$1.2基本概念一、系统和环境二、状态和状态函数三、过程与途径四、热力学平衡

6 §1.2 基本概念 一、系统和环境 二、状态和状态函数 三、过程与途径 四、热力学平衡

一、系统和环境Systemand Surroundings系统：研究对象环境：系统以外的，与系统有相互作用的部分系统与环境有实际的物理边界，或存在虚构的边界系统的分类：密闭系统开系统孤立(隔绝)系System统isolatedclosedopen物质交换十能量交换十

7 System 敞开系统 open 密闭系统 closed 孤立(隔绝)系 统 isolated 物质交换 + - - 能量交换 + + - 系统的分类： 一、系统和环境 System and Surroundings 系统：研究对象 环境：系统以外的，与系统有相互作用的部分 系统与环境有实际的物理边界，或存在虚构的边界

系统和环境System and Surroundings绝热壁密闭系统水蒸气孤立系统水敬开系统

8 绝 热 壁 水 水蒸气 敞开系统 孤立系统 一、系统和环境 System and Surroundings 密闭系统

状态和状态性质StateandStatefunction状态：系统物理、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，又称状态函数。指系统本身具有的宏观物理量，如T，p,p，V，m，U，H，S...系统所有状态性质都不随时间变化时，称系统处于一定的状态

9 二、状态和状态性质 State and State function 状态：系统物理、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，又称状态 函数。 指系统本身具有的宏观物理量，如T，p,  ，V，m， U ，H，S. 系统所有状态性质都不随时间变化时，称系统处于 一定的状态

状态和状态性质State and Statefunction·状态性质的分类容量性质（extensiveproperties也称为广度性质，其数值与系统中物质的量成正比，且有加和性，如Vαn；V(总)=V+V,+..强度性质（intensiveproperties）其数值与系统中物质的量无关，且不具有加和性，如T，P0注意：两个容量性质相除得强度性质如p =m /V, Vm=V /n10

10 ●状态性质的分类 容量性质（ extensive properties ） 也称为广度性质，其数值与系统中物质的量成正比，且 有加和性，如Vi ∝ni V(总)=V1+V2+. 强度性质（intensive properties） 其数值与系统中物质的量无关，且不具有加和性，如T，p ， 注意：两个容量性质相除得强度性质， 如  ＝m /V, Vm =V /n 二、状态和状态性质 State and State function