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第二章 热力学第一定律 广西师范大学 化学化工学院 * 第二章 热力学第一定律 §2.1 热力学概论 §2.2 热平衡和热力学第零定律─温度的概念 §2.3 热力学的一些基本概念 §2.4 热力学第一定律 §2.5 准静态过程与可逆过程 §2.6 焓 §2.7 热容 §2.8 热力学第一定律对理想气体的应用 §2.9 Carnot循环 第二章 热力学第一定律 §2.10 Joule– Thomson效应 §2.11 热化学 §2.12 Hess定律 §2.13 几种热效应 §2.14 反应焓变与温度的关系－Kirchhoff定律 §2.15 绝热反应－ 非等温反应 *§2.16 热力学第一定律的微观诠释 *§2.17 由热力学第零定律导出温度的概念 *§2.18 关于以J(焦耳)作为能量单位的说明 §2.1 热力学概论 热力学的发展 热力学的基本内容 热力学的应用 热力学方法和局限性 §2.1 热力学概论 热力学的发展 §2.1 热力学概论 热力学的基本内容 研究宏观系统的热与其他形式能量之间的相互转换关系及其转换过程中所遵循的规律； 热力学共有四个基本定律：第零、第一、第二、第三定律，都是人类经验的总结。第一、第二定律是热力学的主要基础。 化学热力学是用热力学基本原理研究化学现象以及和化学有关的物理现象 主要内容是：根据第一定律计算变化过程中的能量变化，根据第二定律判断变化的方向和限度。 §2.1 热力学概论 热力学的应用 指导生产中的能量衡算 指导新的反应路线的设计 指导功能材料的合成 指导超临界领域的萃取与反应 指导制造效率更高的热机 指导疾病的治疗 …… § 2.1 热力学概论 热力学方法和局限性 热力学方法 热力学方法是一种演绎的方法，结合经验所得的基本定律进行演绎推理，指明宏观对象的性质、变化方向和限度。 研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。 只考虑平衡问题，考虑变化前后的净结果，但不考虑物质的微观结构和反应机理。 能判断变化能否发生以及进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。 § 2.1 热力学概论 热力学方法和局限性 局限性 不知道反应的机理和反应速率 不研究系统的宏观性质与微观结构之间的关系 可以指出进行实验和改进工作的方向，讨论变化的可能性，但无法指出如何将可能性变为现实的方法和途径 §2.2 热平衡和热力学第零定律 温度的概念 §2.2 热平衡和热力学第零定律 温度的概念 §2.3 热力学的一些基本概念 系统与环境 系统的性质 热力学平衡态 状态函数 状态方程 过程和途径 热和功 §2.3 热力学的一些基本概念 系统与环境 §2.3 热力学的一些基本概念 系统的分类 §2.3 热力学的一些基本概念 §2.3 热力学的一些基本概念 §2.3 热力学的一些基本概念 §2.3 热力学的一些基本概念 系统的性质 §2.3 热力学的一些基本概念 系统的性质 §2.3 热力学的一些基本概念 系统的性质 §2.3 热力学的一些基本概念 热力学平衡态 §2.3 热力学的一些基本概念 热力学平衡态 §2.3 热力学的一些基本概念 状态函数（state function） §2.3 热力学的一些基本概念 §2.3 热力学的一些基本概念 状态方程（equation of state） §2.3 热力学的一些基本概念 过程和途径 §2.3 热力学的一些基本概念 §2.3 热力学的一些基本概念 过程和途径 常见的变化过程有： §2.3 热力学的一些基本概念 热和功 §2.3 热力学的一些基本概念 热和功 功（work） §2.3 热力学的一些基本概念 热和功 根据Dalton分压定律，p=ΣpB，可见，压力具有加和性，应属于广度性质，此结论对吗？为什么？ 判断 状态固定后，状态函数都固定，反之亦然。 状态函数改变后，状态一定改变。 状态改变后，状态函数一定都改变。 §2.4 热力学第一定律 Joule (焦耳) 和 Mayer (迈尔) 自1840年起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转换关系，得到的结果是一致的。 §2.4 热力学第一定律 能量守恒定律 §2.4 热力学第一定律 热力学能 §2.4 热力学第一定律 热力学第一定律的数学表达式 §2.4 热力学第一定律 热力学第一定律的文字表述 §2.4 热力学第一定律 关于永动机 前节回顾 热力学的基本内容 热力学方法的特点和局限性 温度的概念 系统和环境 热力学平衡态 状态函数和状态方程 热和功 §2.4 热力学第一定律 §2.4 热力学第一定律 热和功的取号与热力学能变化的关系 迈耶尔(J. R. von Mayer,1814-1878) 亥姆霍兹（von Helmholtz, H.L.P.