1热力学第定律1讲义.ppt

热力学是研究热和其他形式能量间相互转化的规律 1) 研究系统宏观性质间的关系，如P、V、T之间的关系； 2) 研究变化过程中的能量效应； 3) 研究在一定条件下，变化的方向和限度问题。 理论基础是热力学第一定律和热力学第二定律。;;; 根据体系与环境的相互作用关系，可将体系分为三类： ;; 2. 状态 描述一个平衡态系统，必须确定它所有的性质，如：T. P. V等。 物理性质和化学性质的综合表现就称体系的状态 ; 4. 状态函数 ;;;;体系由A态变到B态; 状态函数 Z 其微小改变具有全微分性质 设Z = f (T、P、V)，则 Z 的微小改变;4.性质：表征系统状态的物理量，如P、V、T、粘度、密度、焓等，称为系统的宏观性质。 系统的性质可分为两类：广度性质和强度性质。;;三、过程与途径 ;;体系的容积不发生变化，dV=0 ;体系与环境的相互作用无限接近于 平衡条件下进行的过程 ;共享优质文章 内容仅供学习;2 途径 ;四 热和功; 体系与环境间除热以外其它各种形式的传递的能量，称作功(work)。 ; 理解： ①能量交换方式有两种，一种叫热，一种叫功 ②热和功都是能量传递形式，与过程有关，不是系统本身的性质。 ③热和功的数值大小与状态变化所经历的具体途径有关，途径不同，功和热的数值也不同。 ④Q和W都是过程量，而不是状态函数，因此Q和W的微小变化，不能用全微分符号d表示，只能表示为δQ 、δw。;体积功的计算 ;2.体积功基本计算公式;3.不同过程体积功计算;3) 恒外压过程 ;对凝聚系统发生的各种变化(过程前后皆无无气相存在) ，因体积改变很小， △V≈0，We ≈0，可不予考虑。;五．内能或热力学能;（2）内能是体系的状态函数 , 具有全微分性质 体系状态发生改变时，其内能的改变值只决定于体系的始终态而与过程无关。 ;§2-2 热力学第一定律 ; 热力学第一定律有如下表述方式：; 热力学第一定律无法给予数学证明， 但由它导出的结论都毫无例外地与事实相符， 其正确性是不容置疑的。;二 热力学第一定律的数学表达式 ;热力学第一定律含义;练习：下列说法是否正确 1.孤立系统，能量总值不变 2.绝热过程中，系统所作的功等于其内能的改变量 3.循环过程;三 热力学第一定律对理想气体的应用 ;温度没有变化，△ T = 0 ,说明膨胀过程中， 体系与环境没有交换热量Q=0， 由第一定律可知，此膨胀过程中△U=0 ; 对于一定量的理想气体，内能可以表示为T、V 两个变量的函数; 此式说明，温度不变，改变体积，理想气体的内能不变，即内能仅仅是温度的函数，与体积无关。 ; §2-3 恒容及恒压过程的热量 焓;δW’＝0的恒容过程(isochoric process);问：Qv ＝△U只取决于体系的始态和终态，而与恒容过程的具体途径无关，是否能说恒容热Qv具有状态函数的性质？ ; 二 恒压过程 (isobaric process);因此，焓的定义式为： ; 需要强调的是，U和H是体系的状态函数。 恒压过程的△H可以用Qp=△H来度量，或通过△H=△U+P△V计算；非恒压过程中不能用Q=△H 计算，而应当用定义式△H=△U+△(PV)计算。 ; Qp =△H ，Qv=△U的意义 δW’＝0，dV＝0时， Qv=△U δW’＝0，P1＝P2 ＝P环时，Qp =△H 一方面可以测定 恒容过程的△U和恒压过程的△H 。 另一方面，为Qp、Qv的计算提供了更简便的方法。;§2-4 热容 (heat capacity); 一定量的物质，在不发生相变或化学变化、非体积功为零的情况下，吸收热δQ后，其温度升高dT，δQ与dT的比值称为该物质的热容 ;二. 热容特性 ;(1)Cv.m : 1mol物质在W’＝0 、恒容的单纯PVT变化时，T每上升1K所需的热, ; (2)Cp.m : 1mol物质在 W’＝0 、恒压的单纯PVT变化 时，T每上升1K所需的热, ;3) CP与CV关系 ;1)对固、液凝聚系统 ;共享优质文章 内容仅供学习; 用实验方法精确测定各种物质在各个温度下热容数值，求得热容与温度的经验表达式;【Cv.m为常数,恒容】 ; 3.理想气体任意PVT过程;上式是理想气体内能改变量ΔU的计算公式， 对理想气体任何PVT过程都适用，不论过程恒容与否。;一定量理想气体: ;上式是理想气体焓变ΔH的计算公式， 对理想气体任何PVT过程都适用，不论过程恒压与否。;注意：利用热容进行计算，要求必须是 无相变、无化学变化的单纯PVT变化过程