物理化学 教学课件 ppt 作者 李素婷 主编 邬宪伟 主审 第七章 热力学第一定律1-热力学第一定律.pptVIP

物 理 化 学Wulihuaxue 一、 基本概念 1、理想气体状态方程 【状态函数】 状态函数：与系统状态所对应的宏观性质。 【过程和途径】 2、途径 二、 热力学第一定律 1、热力学能-U 2、热-Q 【热力学第一定律】 1、表述 练习： 如图，一个绝热容器中的水以电阻丝加热，如果选择下列不同的物质为系统请判断Q、W、ΔU大于0、小于0还是等于0。 三 、 恒容热与恒压热 【恒容热】 【恒压热】 系统进行没有非体积功 的恒压过程时与环境交换的热-QP 小结： 1、掌握理解系统、状态函数、热、功、热力学能等基本概念。 2、掌握热力学第一定律。 3、了解恒容热、恒压热和焓。 * * 2、道尔顿分压定律 第七章 热力学第一定律 【系统和环境】 复习： 1、敞开系统 2、封闭系统 3、隔离系统 例如： 温度T、 压力P、 体积V …… 状态函数的性质 1、状态函数是系统的单值函数，系统状态一定，状态函数均有确定的值。 2、状态函数的差值仅决定于系统的始终态，与过程无关。 【热力学平衡态】 在没有外界条件影响下，如果系统在所有状态函数均不随时间而变化，则系统处于热力学平衡态 热平衡 力平衡 相平衡 化学平衡 一定的环境条件下，系统状态所发生的变化。 物理变化过程 单纯P-V-T变化 相变化 化学变化过程 恒温过程 恒外压过程 恒压过程 恒容过程 绝热过程 循环过程 1、过程 始态A 终态B 途径Ⅰ 途径Ⅱ 系统内部所有微观粒子的能量总合。 要点： 1、是系统的状态函数； 2、绝对值不可知； 3、理想气体的热力学能只与温度有关，与体积、压力无关。 思考： 1、循环过程ΔU是多少？（ ） 2、理想气体经恒温变化过程ΔU是多少？（ ） 由于温差而引起交换的能量。 规定： 系统吸热为正 Q＞0 系统放热为负 Q＜0 热是过程量，与过程有关是非状态函数 化学反应热、 常见的热： 相变热或潜热、 显热 3、功-W 除热以外以其他形式交换的能量。 规定： 系统从环境得功为正 W＞0 系统对环境做功为负 W＜0 （1）体积功-W （2）非体积功-Wˊ （1）隔离系统中能量的形式可以相互转化，但能量的总数值不变。 （2）第一类永动机不可能制造成功。 2、数学表达式—封闭系统 例如： 某机器工作1小时，对外做功1000J，同时放热50J，问该机器1小时消耗多少电功？ 1、如果以水为系统则：Q------0、W------0、ΔU------0 2、如果以水+电阻丝为系统则：Q---------0、W--------0、ΔU------0 3、如果以电阻丝为系统则：Q---------0、W--------0、ΔU------0 4、如果以水+电阻丝+电源为系统则：Q---------0、W--------0、ΔU------0 5、如果以水+电阻丝+电源+容器为系统则：Q---------0、W--------0、ΔU------0 ＜ = ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ ＜ ＞ ＞ ＜ = ＜ = = 当系统不做非体积功的恒容过程与环境交换的热恒容热 回顾： 1、热力学第一定律的数学表达式 2、什么是非体积功？ 【焓——H】 定义： 特点： 1、是系统的状态函数； 2、绝对值未知； 3、理想气体的焓只与温度有关与压力、体积无关。 在没有非体积功 的恒压过程中系统所 吸收的热-QP等于焓变。 练习： 判断下列说法是否正确： （ ）2、在没有非体积功的恒容过程中，系统所吸收的热 全部用来增加热力学能。 （ ）1、焓虽然是系统的状态函数但只有恒压过程才有 焓，其他过程没有焓存在。