物理化学热力学第一定律课件全解.ppt

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物理化学热力学第一定律课件全解

* 物 理 化 学 ---基础理论部分 化学与环境工程学院 徐永群 化学专业必修课 推荐几本参考书 Tel绪 论 一、物理化学研究的目的和内容 1、物理化学的定义 物理化学是从物质的物理现象和化学现象之间的相互联系入手,从而探求化学变化规律的一门科学。 清华大学的定义: 用物理学原理研究化学过程所具有的性质和行为的科学。 二者关系: 相互转化 化学变化 物理变化 相互联系 常常伴随着物理效应 常常包含着物理过程 化学过程 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 化学反应伴随着物理效应: 物理变化引起化学变化: 举例: 结论: 物理现象与化学现象总是紧密地联系着的 物理化学就是从这一联系入手 从而找出化学变化的规律 目的(可以解决实际问题) 2、物理化学研究的内容 大致可概括为三个方面:   1、化学系统的宏观平衡性质;      2、化学系统的动态性质; 3、化学体系的微观结构和性质。 本课程讲 三、 物理化学有什么用? 电动车 单晶硅 (区域熔炼) 第一章 热力学第一定律 ● 系统: 被研究的对象称为系统 ● 环境: 系统以外并与系统 密切相关的部分称为环境 注意:* 系统与环境可人为地划分,以研究问题的方便为准则 * 系统与环境之间存在界面 : 真实的 虚构的 §1.1 热力学基本概念 一、系统与环境 体系 物质和能量的交换 系统与环境之间存在相互作用 三种不同的系统 依系统与环境之间的关系,系统可分为三类。 三种不同的系统 1)敞开系统 依系统与环境之间的关系,系统可分为三类。 系统与环境之间既有物质的交换,又有能量的交换。 (开放体系) 2)封闭系统 系统与环境之间无物质的交换,但有能量的交换。 系统与环境之间既无物质的交换,又无能量的交换。 3)孤立系统 (隔离体系) 但孤立体系可以构成:系统 + 环境 自然界中不存在绝对的孤立系统 ! 相互作用小时: 可以认为是孤立系统 构成孤立系统 例题: 系统与环境的划分 (具有人为性) 1) 系统: 水 + 电热丝 环境: 电源 + 导线+ 容器 2) 系统: 水 环境: 电源 + 导线 + 容器 + 电热丝 研究通电后容器内T的变化 研究通电后水的体积的变化 二、系统的性质 性质:指事物的特性,本质。 在热力学中是用系统的宏观性质对系统进行描述的。 体积 压力 温度 粘度 表面张力 等 如 (这些都是宏观可测物理量) 热力学性质可分为两大类: 广度性质(容量性质):性质的数值与体系中物质的量成正比(具有加和性) 强度性质:性质的数值取决于体系自身的特性,与体系中物质的量无关 (不具有加和性) 如:体积V、质量m、熵S 等等 如:温度T、压力p、摩尔热容Cv,m 等等 三、系统的状态 1. 系统的状态:系统中全部物理性质和化学性质的综合体现。 (体系一切性质的总和) 各种性质一定,系统的状态就一定。任何一个性质发生了变化,系统的状态就要发生变化。 2. 状态方程:热力学系统各性质之间有一定的函数关系。 状态方程 关系式称 例:理想气体的状态方程:p = nRT/V 状态函数 状态参量(性质) 状态方程通式 单组分均匀系统:Z= f(T,p,n) 多组分均匀系统:Z = f(T,p,n1, n2, n3,….) 部分组分的物质的量 状态方程由实验确定,热力学方法无法导出! 3. 状态函数的性质 定义:状态函数是状态的函数。 特点: 变化值仅与始、终态有关,与变化的途径无关。 (1) 体系的状态确定后,状态函数的值便 被确定; (2) 体系经历一过程,其状态函数的差值 只

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