《物理化学》课程教学资源（D）物理化学（D）热力学第一定律

热力学概论能量寺值内能与焙基本概念体积功热与焙反应热与温度反应热计算节流膨胀绝热过程反应热习题课热容

热    容    绝   热   过   程   节    流    膨   胀   反   应   热   反    应    热    计    算    反   应   热   与   温   度   习    题    课    热   力   学   概   论   基   本   概   念   能    量    守    恒    体    积    功    热    与    焓   内   能   与   焓       第 一 章      热力学   第一定律

第二章热力学第一定律Chapter 2The First Law of Thermodynamics①热力学的任务：方向、限度、能量转换、宏观性质①热力学的特点：(1)研究对象：N>1020(2) 宏观方法(3)无涉及时间因素①本章目的：能量转换规律1物化学习方法(2)

4 第二章    热力学第一定律   Chapter 2   The First Law of Thermodynamics Ø 热力学的任务：方向、限度、能量转换、宏观性质 Ø 热力学的特点：(1) 研究对象：N > 1020 (2) 宏观方法 (3) 无涉及时间因素 Ø 本章目的： (1) 能量转换规律 (2) 物化学习方法

$1.2基本概念系统和环境一、状态和状态函数二、三、过程与途径四、热力学平衡系统五、功和热六、内能

5 §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、热力学平衡系统 五、功和热 六、内能

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能量交换不可能

6          System 敞开系统   open 密闭系统 closed 孤立(隔离)系 统isolated 物质交换 可以 不可能 不可能 能量交换 可以 可以 不可能 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，与系统有关的部分                          系统与环境有实际的或想象的界面分开

例:系统和环境绝热壁水蒸气孤离系统水敬开系统

7 系统和环境 例： 绝 热 壁 水 水蒸气 敞开系统 孤立系统 密闭系统

二、状态和状态函数State and State function状态：系统的物理，化学性质的综合表现：状态函数：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。用于描述系统状态的宏观性质如:T,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(T,p)或p=f(T,V)

8 二、状态和状态函数 State and State function 状态：系统的物理，化学性质的综合表现; 状态函数：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。用于描述系统状 态的宏观性质。                                                     如：T，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 (T, p) 或  p=f (T,V)

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,αn, V(总)=V,+V,+...m，C，V；是n的一次齐函数强度性质：intensiveproperties其数值与系统中物质的量无关，且不具有加和性如：T，p，□；是n的零次齐函数

9 1. 状态函数的分类 容量性质：extensive properties                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 +.              m，C，V；是n的一次齐函数 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，￾ ；是n的零次齐函数

2.状态函数的特点相互关联：单组分均相封闭系统有两个独立变量（无组成变化的封闭系统）状态函数的改变量只与始、终态有关，与变化途1径无关; DX ='dX = X,- X,DX = odX = 0状态函数的微小变化可以用全微分表示，0:aepp如: p=f(T,V)?aedvandCaIT0积分OOpDedTdv+odp..ITcieV0010

10 2. 状态函数的特点 ①  状态函数的改变量只与始、终态有关，与变化途 径无关；    积分 ②  状态函数的微小变化可以用全微分表示。 如： p=f(T,V)  相互关联：单组分均相封闭  系统有两个独立变量； （无组成变化的封闭系统）

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、简单物理过程：pVT变化2、复杂物理过程：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。化学反应3、化学变化过程：12

12 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、简单物理过程：p V T 变化 2、复杂物理过程：系统物态发生变化，如      气化(vapor)：液→气      熔化(fusion)：固→液      升华过程(sublimation)：固→气。 3、化学变化过程:  化学反应 三、过程与途径

定温过程(）～T,=T,=T环=const热力学感兴趣的定压过程(）,PI=P2=P外=const.几种典型过程为：定容过程(）y V=const.循环过程，绝热过程等25°C, p100°C, 2p()TT25°C,2p100C,p途径:()μ+(),或(),+()T13

13 25°C, p 100°C, 2p  25°C, 2p 100°C, p 定温过程(  )T 定压过程(  )p 定容过程(  )V 循环过程，绝热过程等。 (  )T (  )T (  )p (  )p 途径:(  )T +(  )p或(  )p +(  )T 热力学感兴趣的 几种典型过程为： T1＝T2＝T环＝const. p1＝p2＝p外＝const. V＝const