《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）课程总结

热力学第一章 一、 系统和环境 System and Surroundings System 敞开系统 密闭系统 孤立（隔离）系 open closed 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

热力学第一章 一、系统和环境 System and Surroundings 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

热力学第一章 二、 状态函数的分类 容量性质：其数值与系统中物质的量成正比，且有 加和性 强度性质：其数值与系统中物质的量无关，且不具有 加和性 ①状态函数的改变量只与始、终态有关，与变化途 径无关； ② 状态函数的微小变化可以用全微分表示

热力学第一章 二、状态函数的分类 容量性质：其数值与系统中物质的量成正比，且有 加和性 强度性质：其数值与系统中物质的量无关，且不具有 加和性 ① 状态函数的改变量只与始、终态有关，与变化途 径无关； ② 状态函数的微小变化可以用全微分表示

热力学第一章 三、热力学平衡系统 L.热平衡：thermal equilibrium 无绝热壁存在下，系统中各部分温度相同。 2.机械平衡：mechanical equilibrium 系统中无刚壁存在时，系统中压力相同。 3.化学平衡：chemical equilibrium 系统中无化学变化阻力存在时，系统的组成不随时间 变化。 4.相平衡：phase equilibrium 系统中各相的数量和组成不随时间变化

热力学第一章 三、热力学平衡系统 1. 热平衡：thermal equilibrium 无绝热壁存在下，系统中各部分温度相同。 2. 机械平衡：mechanical equilibrium 系统中无刚壁存在时，系统中压力相同。 3. 化学平衡：chemical equilibrium 系统中无化学变化阻力存在时，系统的组成不随时间 变化。 4. 相平衡：phase equilibrium 系统中各相的数量和组成不随时间变化

热力学第一章 四、功和热 work and heat 定义：功和热是系统和环境之间交换能量的仅有两种形式 由于温度不同而在系统与环境之间传递的能量，Q: 除热以外，在系统与环境之间所传递的能量，W。 功的种类：体积功W,非体积功W'。 功和热不是系统的状态性质，但与系统的状态变化有关，其 数值大小与变化途径有关。 热Q:系统吸热为正，放热为负： 功W:环境对系统做功为正，系统对环境做功为负

热力学第一章 四、功和热 work and heat 定义：功和热是系统和环境之间交换能量的仅有两种形式 由于温度不同而在系统与环境之间传递的能量，Q； 除热以外，在系统与环境之间所传递的能量，W。 功的种类：体积功WV, 非体积功W’ 。 功和热不是系统的状态性质，但与系统的状态变化有关，其 数值大小与变化途径有关。 热Q： 系统吸热为正，放热为负； 功W：环境对系统做功为正，系统对环境做功为负

热力学第一章 五、内能U(internal energy) 动能 系统的能量 势能 机械能 内能：定义，意义 也称热力学能，U 1、内能：如分子的平动能、转动能、振动能、电子运动能 及原子核内的能等。 2、内能是系统的状态函数，容量性质。 U=f(T,v) dv= 3、内能的绝对值现在无法测量，但对热力学来说，重要的是△U

1、内能：如分子的平动能、转动能、振动能、电子运动能 及原子核内的能等。 2、内能是系统的状态函数，容量性质。 3、内能的绝对值现在无法测量，但对热力学来说，重要的是ΔU。 dV V U dT T U dU V T          +        = 五、内能 U（internal energy） U f T V = ( , ) 系统的能量 动能 势能 内能：定义，意义， 也称热力学能，U 机械能 热力学第一章

热力学第一章 六、能量守恒热力学第一定律 1、能量可以从一种形式转换成另一种形式，如热和功的转 换。但是，转换过程中，能量保持守恒。 2、不供给能量而可以连续不断对外做功的机器叫作第一 类永动机。无数事实表明，第一类永动机不可能存在。 数学表达式 对于密闭系统： △U=O+W 或dU=δQ+δW其中：W=Wv+W

热力学第一章 1、能量可以从一种形式转换成另一种形式，如热和功的转 换。但是，转换过程中，能量保持守恒。 2、不供给能量而可以连续不断对外做功的机器叫作第一 类永动机。无数事实表明，第一类永动机不可能存在。 六、能量守恒⎯热力学第一定律 对于密闭系统： ΔU=Q +W 或 dU=Q + W 其中：W = WV + W’ 数学表达式

热力学第一章 七、体积功： 等外压过程： W=P外△V 等压过程： W=p△V W=-心pdV 自由膨胀 W=0 等容过程： W=0 理气等温可逆膨张（压缩）：W =nRT In V2

热力学第一章 七、体积功: 2 1 V V W p = − 外dV 等外压过程： 等压过程： 自由膨胀： 等容过程： 理气等温可逆膨胀(压缩)： W = p 外 V W = pV W = 0 W = 0 1 2 ln V V W = nRT — — —

热力学第一章 八 相变体积功 可逆相变：在温度T和平衡压力p(T)下的相变。 例如： H20①)→H20(g) Wv=-p.dV(相变) 100℃，p9 =-pV2-V) （可逆相变) 95℃，84.51kPa =-p(Vg-V,s)兰-pVg 25℃，3.167kPa =-nRT(理想气体)

热力学第一章 可逆相变：在温度T和平衡压力p(T)下的相变。 八、相变体积功 WV= – ∫pe dV（相变） = – p(V2 – V1 ) （可逆相变） = – p(Vg－Vl,s)  – pVg = – nRT （理想气体） 例如： H2O(l)→H2O(g) 100℃，p 95℃，84.51kPa 25℃，3.167kPa

热力学第一章 9、 等容热Qy △U=Qy：只做体积功，定容封闭体系只做体积功的 恒容过程（可以有单纯pVT变化、相变化、化学变化） def 10、焓HH=U+pV H=f(T,p) aT+ 11、等压热Qp Qp=AH 条件：只做体积功，定压

热力学第一章 9、等容热QV U= QV ：只做体积功，定容 封闭体系只做体积功的 恒容过程(可以有单纯pVT变化、相变化、化学变化） 11、等压热Qp Qp = H 条件：只做体积功，定压 10、焓 H H = U + pV def H f T p = ( , ) p T H H dH dT dp T p      = +          

热力学第一章 12、等容热容 13、等压热容 AU-CdT-fn.CvmT AH-"CnC 条件：等容简单变温过程 条件：等压简单变温过程

热力学第一章 12、等容热容 V V T U C         = 条件：等容简单变温过程 2 2 1 1 , T T V V m T T  = =  U C dT n C dT   13、等压热容 p p T H C        = d 2 2 1 1 , T T p p m T T  = =  H C dT n C dT   条件：等压简单变温过程