普通化学第一章第一节).ppt

* 第一节 基 本 概 念 1、一些基本术语 一、体系、环境 体系：划分出来的被研究的物质系统、对象。 环境：除体系以外的其他所有部分。 例如：溶液反应， 海洋、地球 体系的划分： 根据体系与环境间的关系可将体系分为三大类： 分类 物质交换 能量交换 敞开体系 有 有 封闭体系 无 有 孤立体系 无 无 敞开体系 封闭体系 孤立体系 二、体系的性质 在热力学体系中，温度、压力、体积、密度等宏观性质称作体系的热力学性质（thermodynamic property of system），简称为体系的性质。 按其特征可将体系的性质分为两种类型： 1．广度性质（extensive property）：量值与体系中物质的数量成正比，所以又称容量性质。比如物质的体积、质量、热容量以及随后将介绍的热力学能和焓等都是广度性质。广度性质具有加和性。 2．强度性质（intensive property）：量值取决于体系的自身特性，与体系中物质的数量无关，不具有加和性。比如温度、压力、浓度、密度、粘度等即都是体系的强度性质。 三、状态与状态函数 状态：体系的基本性质的集合 状态函数：表征和确定体系状态的宏观性质，例如：温度、压力、体积、密度、能量、形态等，还有后面将要介绍的热力学函数：U、H、G、S等。 状态函数的特点：“状态一定值一定、殊途同归变化等、周而复始变化零。” 并非所有的状态函数都是独立的，有些是相互关联、相互制约的。 例如：P、V、T、n四个只有三个是独立的。 四、过程与途径 过程：体系从始态到终态变化的经过。 途径：完成这一变化经过的具体步骤、路线。 过程可分为：恒温过程、恒压过程、恒容过程、绝热过程等。 101.325 kPa 278 K 80 kPa 278 K 80 kPa 328 K 101.328kPa 328 K 101.325 kPa 298 K 101.325 kPa 278 K 恒压过程 恒温 恒压 恒压 恒压 恒压 恒温 五、热和功 当体系的状态发生变化时，体系与环境之间必然伴随着能量的交换，其交换形式可概括为“热”和“功”两种。 体系与环境之间因温度的不同而交换或传递的能量称为热（heat）。热的常用符号为Q。 除了热以外的一切交换或传递的能量都称为功（work）。功的常用符号为W。 热和功的单位都采用J或kJ。 * 注意它们的正负号： 通常是站在体系的立场来规定的： 体系从环境吸热 （获得能量），Q为正值； 体系向环境放热（损失能量）， Q为负值。 环境对体系作功（获得能量），W为正值; 体系对环境作功（损失能量），W为负值 ①。 ① 对于功（W）的正负符号规定，有的书刊与此相反。 *功有不同的形式： 热力学中涉及最多的功是体系因体积变化而与环境交换的体积功（亦称膨胀功），用We表示； 体积功以外的其它功（如电功、表面功等）都称为非体积功（亦称非膨胀功，或有用功），用W’表示。 *热和功不是状态函数： 体系只有在状态发生变化时才能与环境发生能量交换，所以热和功不是体系的状态函数。体系发生变化时吸收（或放出）多少热、得到（或给出）多少功，其数量不仅与变化的始终状态有关，还与变化所经历的途径有关。对于相同的始态与相同的终态间的同一变化过程，若经历的途径不同，热和功的值就不同。因此，在计算某一变化过程中体系放出或得到的功或热时，不能仅看过程的始终状态，而必须根据变化所经历的途径来进行。这一点与状态函数明显不同。 六、相与界面 体系中物理性质和化学性质完全相同的部分称为相（phase）。将相与相分隔开来的部分称为相界面（简称为界面,interface）。 相与相之间在指定的条件下具有明确的界面，在界面两边体系的性质会有突跃变化。处于界面上的原子或分子的受力情况与相内部的不同，往往存在剩余引力，具有界