高等教育出版社：《物理化学》课程电子教案（PPT课件）第一章 热力学第一定律

第一章热力学第一定律热力学概论基本概念能量守恒原理体积功普造态等数育十一 国求做城划雅材热与烩热力学能与物理化学简明教程热容绝热过程（第四版）节流膨胀服印衣器英正带保州水等装反应烩生成烩燃烧反应烩与温度高等教商出版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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$ 1.1热力学的研究对象1.热力学的研究对象(1)变化过程中的能量转换的定量关系热力学第一定律(2)变化过程的方向和限度热力学第二定律(3)规定熵热力学第三定律解决化学平衡的计算问题2返回且录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 2 §1.1 热力学的研究对象 (1)变化过程中的能量转换的定量关系 (2)变化过程的方向和限度 1.热力学的研究对象 (3)规定熵——热力学第三定律， ——热力学第一定律 ——热力学第二定律 解决化学平衡的计算问题

热力学基本原理在化学中的应用一一化学热力学化学热力学主要研究和解决的问题：(1)研究化学过程及该过程中的能量效应：(2)判断化学过程在一定条件下是否可能进行，该过程的方向和所能取得的产物的最大产量这些问题的解决，无疑将对生产和科学发展起着巨大的推动作用。返回且录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 3 热力学基本原理在化学中的应用——化学热力学 (1)研究化学过程及该过程中的能量效应； (2)判断化学过程在一定条件下是否可能进行， 该过程的方向和所能取得的产物的最大产量。 化学热力学主要研究和解决的问题： 这些问题的解决，无疑将对生产和科学 发展起着巨大的推动作用

热力学的重要意义在设计新的反应路线或试制新的化学产品时变化的方向和限度问题，显然是十分重要的。只有确知存在反应的可能性的前提下，再去考虑反应的速率问题，否则将徒劳无功如在19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，返回且录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 4 热力学的重要意义 在设计新的反应路线或试制新的化学产品时, 变化的方向和限度问题,显然是十分重要的。只有 确知存在反应的可能性的前提下，再去考虑反应 的速率问题,否则将徒劳无功： 如在19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

2.热力学的方法：逻辑推理法热力学的方法特点：1)研究对象为大量质点的宏观体系即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)只需知道系统的始、终态，即不管过程进行的机理，也无需知道其结构变化这是热力学所以能简易而方便的得到广泛应用的重要原因。但亦正是由于这个原因，热力学对过程之能否自发进行的判断，就只是知其然而不知其所以然，即不知过程发生的内在原因。返回目录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 5 (１)研究对象为大量质点的宏观体系 即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)只需知道系统的始、终态，即不管过程进行的 机理，也无需知道其结构变化。 2. 热力学的方法：逻辑推理法 热力学的方法特点： 这是热力学所以能简易而方便的得到广泛应 用的重要原因。但亦正是由于这个原因，热力学 对过程之能否自发进行的判断，就只是知其然而 不知其所以然，即不知过程发生的内在原因

热力学的方法特点：(3)在热力学研究中无时间概念，即不管（反应）变化速率。例如根据热力学计算，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。这些特点既是热力学方法的优点，也是它的局限性。6返回目录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 6 例如根据热力学计算，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。 热力学的方法特点： (３)在热力学研究中无时间概念，即不管（反应） 变化速率。 这些特点既是热力学方法的优点，也是 它的局限性

$ 1.22几个基本概念1.系统和环境2.状态和状态函数3. 过程与途径4.热力学平衡系统返回且录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 7 §1.2 几个基本概念 1. 系统和环境 2. 状态和状态函数 3. 过程与途径 4. 热力学平衡系统

1.系统和环境系统：不研究对象环境：系统以外的，与系统有关的部分系统与环境由实际的或想象的界面分开系统的分类：系统密闭系统开系统孤立（隔离）系统closed systemisolated systemopen system可以不能不能物质交换可以可以不能能量交换水为系统所有物质实例(见下页)水十水蒸气8返回且录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 8 系统 敞开系统 open system 密闭系统 closed system 孤立(隔离)系统 isolated system 物质交换 可以 不能 不能 能量交换 可以 可以 不能 实例(见下页) 水为系统 水＋水蒸气 所有物质 系统的分类： 1. 系统和环境 系统：研究对象 环境：系统以外的，与系统有关的部分 系统与环境由实际的或想象的界面分开

例:系统和环境绝热壁孤立系统水蒸气密闭系统水开系统返回且录退出第一章热力学第定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 9 绝 热 壁 系统和环境 例： 水 水蒸气 孤立系统 密闭系统 敞开系统

2.状态和状态函数状态：系统的物理，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，是系统本身所属的宏观物理量如：T，p，p，V,m，U,H,S...状态性质之间互相联系，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，当温度、体积、压力其中两个量确定后，系统的状态也确定了。即p=f(T,V)，或V=f(T,p)0返回且录退出第一章热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 返回目录 退出 10 2. 状态和状态函数 状态：系统的物理，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，是系统 本身所属的宏观物理量。 状态性质之间互相联系，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，当温度、体积、压力 其中两个量确定后，系统的状态也确定了。 如：T，p， ，V，m， U，H，S. 即p=f (T,V) ，或V=f (T, p)