《工科化学》课程教学课件（2020讲稿）第3章 化学热力学

工科化学第3章化学热力学3.1基本概念3.2热力学第一定律3.3化学反应的反应热3.4热化学一反应热的计算3.5化学反应的方向3.6化学平衡北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 第3章 化学热力学 3.1 基本概念 3.2 热力学第一定律 3.3 化学反应的反应热 3.4 热化学 —反应热的计算 3.5 化学反应的方向 3.6 化学平衡

工科化学3.1基本概念系统与环境3.1.13.1.2状态函数过程与途径3.1.3热和功3.1.43.1.5热力学能相3.1.6北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 3.1 基 本 概 念 3.1.1 系统与环境 3.1.2 状态函数 3.1.3 过程与途径 3.1.4 热和功 3.1.5 热力学能 3.1.6 相

工科化学系统与环境3.1.1系统：将事物的某一部分划分开来作为我们研究对象的部分。环境：剩余的部分称作环境，系统的分类：天通敲开系统封闭系统ZnHCI孤立系统北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 3.1.1 系统与环境 系统：将事物的某一部分划分开来作为我们研究对象 的部分。 环境：剩余的部分称作环境。 系统的分类： 敞开系统 Zn HCl 封闭系统 孤立系统

工科化学状态函数3.1.2单值函数变化量只与始终态有关，，与变化途径无关a状态1状态2例: △T=(T2-T1)a=(T2-T) b=(T2-T;)△ V=(V2-V1),=(V2-V/) b=(V2-V)e北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 3.1.2 状态函数 ● 单值函数 ● 变化量只与始终态有关，与变化途径无关。 状态1 状态2 a b c 例：T=(T2 -T1 )a=(T2 -T1 ) b=(T2 -T1 )c V=(V2 -V1 )a=(V2 -V1 ) b=(V2 -V1 )c

一工科化学过程与途径3.1.3系统从一状态变化到另一状态的经过称为过程实现过程的具体步骤的总和称为途径例：一定T，p条件下+ CO2 (g)C(s)+02(g)H,0(s)→H,0(g)H,0(l)C0(g)+1/202(g)北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 系统从一状态变化到另一状态的经过称为过程。 实现过程的具体步骤的总和称为途径。 H2O(s) H2O(g) H2O(l) C(s)+O2 (g) CO2 (g) CO(g)+1/2O2 (g) 例：一定T，p条件下 3.1.3 过程与途径

心福工科化学常见的变化过程(1）定（等）温过程在变化过程中，系统的温度保持不变，始态温度与终态温度相同。T,=T2（2）定（等）压过程在变化过程中，系统的压力保持不变，系统的始态压力与终态压力相同，并等于环境压力。Pi=P2=Pe（3）定（等）容过程在变化过程中，系统的容积始终保持不变。△V=0北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 常见的变化过程 （1）定（等）温过程 在变化过程中，系统的温度保持不变，始态温 度与终态温度相同。 T1=T2 （2）定（等）压过程 在变化过程中，系统的压力保持不变，系统的 始态压力与终态压力相同，并等于环境压力。 P1=P2=Pe （3）定（等）容过程 在变化过程中，系统的容积始终保持不变。 ΔV=0

福福工科化学(4)绝热过程在变化过程中，系统与环境不发生热的传递。对那些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，系统与环境来不及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理-(5) 循环过程系统从始态出发，经过一系列变化后又回到了始态的变化过程。在这个过程中，所有状态函数的变化量等于零。（6）可逆过程系统复原时环境也复原（包括物质和能量）。北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 （4）绝热过程 在变化过程中，系统与环境不发生热的传递。对那 些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，系统与环境来不 及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理。 （5）循环过程 系统从始态出发，经过一系列变化后又回到了始态的 变化过程。在这个过程中，所有状态函数的变化量等于零。 （6）可逆过程 系统复原时环境也复原（包括物质和能量）

A工科化学热和功3.1.4热：由于系统与环境之间的温度差而造成的能量传递称为“热”。符号为O，单位为J或KJ。功：除热以外，系统与环境之间其它形式的能量传递称为“功”。符号为W，单位为J或KJ。功分为两大类：由于系统体积的变化而与环境交换的功称为体积功，除此之外的功称为非体积功。W总-W体积+W非体积北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 3.1.4 热和功 热：由于系统与环境之间的温度差而造成的能量传递称为 “热” 。符号为Q，单位为J或KJ。 功：除热以外，系统与环境之间其它形式的能量传递称为 “功” 。符号为W，单位为J或KJ。 功分为两大类：由于系统体积的变化而与环境交换的 功称为体积功，除此之外的功称为非体积功。 W总=W体积+W非体积

工科化学体积功院APeW-F.S=P.A·S压缩s= -P.△VV2W=-P.· △V注:自由膨胀时，P。=0北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 体 积 功 W=F•S s Pe A 压缩 =PeA •S = -PeV W= -Pe • V V1 V2 注:自由膨胀时，Pe =0

工科化学学院热和功正负号的规定系统从环境吸热，Q>0;系统对环境放热，QO;系统对环境作功，W<0，热和功不是状态函数北京交通大学理学院化学系

化学系 工 科 化 学 热和功正负号的规定 系统从环境吸热， Q > 0； 系统对环境放热， Q 0； 系统对环境作功，W < 0， 热和功不是状态函数