复旦大学：《环境物理化学》课程教学资源（课件讲稿）第一章 热力学第一定律（叶兴南）

环境物理化学电子 (供环境科学专业使用 第一章 热力学第一定 十兴南制作 复旦大学环境科学导程系 O 2008 Fudan University. All rights reserved

叶兴南 制作 复旦大学环境科学与工程系 © 2008 Fudan University. All rights reserved. 环境物理化学电子课件 （供环境科学专业使用） 第一章 热力学第一定律

热力学的研究对象 能量转换过程所遵循的规律 第一定律:能量守恒 第二定律:过程自发方向和限度 第三定律:熵的绝对值 在环境化学中特别重要的反应速率不是热力学研究的对象

2019年3月10日1时32分 热力学的研究对象 能量转换过程所遵循的规律 第一定律：能量守恒 第二定律：过程自发方向和限度 第三定律：熵的绝对值 在环境化学中特别重要的反应速率不是热力学研究的对象

热力学基本概念 、体系与环境 本系 体系:研究对象 环境 环境:体系之外,与体系有关的部分 敞开体系:有物质交换,也有能量交换 封闭体系:无物质交换,但有能量交换 孤立体系:无物质交换,也无能量交换

2019年3月10日1时32分 热力学基本概念 环境：体系之外，与体系有关的部分 体系 环境 一、体系与环境 体系：研究对象 敞开体系：有物质交换，也有能量交换 封闭体系：无物质交换，但有能量交换 孤立体系：无物质交换，也无能量交换

热力学基本概念 二、体系的性质 广度性质一与物质的量成正比,具有加和性 如体积、质量、内能、熵等 强度性质一与物质的量无关,不具有加和性, 如温度、压力、密度等 Q0130

2019年3月10日1时32分 广度性质－与物质的量成正比，具有加和性。 如体积、质量、内能、熵等 强度性质－与物质的量无关，不具有加和性， 如温度、压力、密度等 二、体系的性质 热力学基本概念

热力学基本概念 三、热力学平衡状态 1.热平衡:温度 2.力平衡:压力 3.相平衡:化学位 4.化学平衡:化学位 Q0130

2019年3月10日1时32分 热力学基本概念 三、热力学平衡状态 1. 热平衡：温度 2. 力平衡：压力 3. 相平衡：化学位 4. 化学平衡：化学位

热力学基本概念 三、状态函数 处于平衡状态时体系的各种宏观性质 初始态V1 终态V2 △V=V2-V1 但W≠W2 V:反映状态,状态函数 W:反映过程,过程量

2019年3月10日1时32分 三、状态函数 处于平衡状态时体系的各种宏观性质 初始态V1 终态V2 V=V2 -V1 热力学基本概念 W1 W2 但W 1  W2 V: 反映状态，状态函数 W:反映过程，过程量

热力学基本概念 四、平衡状态和状态函数 当体系A经某一化学过程转变为B时 B3B3 状态函数的改变值仅取决于始终态: y-yBYA 若体系发生变化,至少有一个状态函数改变 对于单组分单相封闭系统,两个强度性质一定,则体系确定 Q0130

2019年3月10日1时32分 四、平衡状态和状态函数 当体系A经某一化学过程转变为B时 状态函数的改变值仅取决于始终态： y=yB -yA 若体系发生变化，至少有一个状态函数改变 热力学基本概念 pA , VA , TA pB , VB ,TB 对于单组分单相封闭系统，两个强度性质一定，则体系确定

热力学基本概念 五、过程与路径 等温过程:T始T终环境 等压过程: 始T终一环境 恒容过程:V不变 绝热过程:Q=0 循环过程:终点=始点,状态函数都不变 Q0130

2019年3月10日1时32分 五、过程与路径 等温过程：T始=T终=T环境 等压过程： P始=P终=P环境 恒容过程：V不变 绝热过程：Q = 0 循环过程：终点=始点，状态函数都不变 热力学基本概念

热力学基本概念 可逆过程 口过程无限缓慢 日p体≈p外 假想的气体等温可逆膨胀 正常相变(熔化、气化) Q0130

2019年3月10日1时32分 可逆过程  过程无限缓慢  p体  p外  假想的气体等温可逆膨胀 正常相变（熔化、气化） 热力学基本概念

热力学基本概念 六、热和功:体系和环境的能量交换形式 热: Q>0 表示体系吸热, Q0 表示环境对体系做功。 容易犯的错误:△T=0→Q=0 注意:等温过程也可能有热传递。!! 例:体系从环境中吸收的热全部转化为功 Q=0→△T=0? Q0130

2019年3月10日1时32分 六、热和功：体系和环境的能量交换形式 热： Q > 0 表示体系吸热， Q 0 表示环境对体系做功。 热力学基本概念 Q = 0  T = 0 ？