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2024/9/221热力学第一定律（Thefirstlawofthermodynamics)

2024/9/222§5.1序言1、物理化学的研究内容：(1)化学反应的方向、限度和能量效应-化学体系的平衡性质(化学热力学)研究能量相互转换过程中应遵循规律的科学。应用于化学即为化学热力学。(2)化学反应的速率和反应机理-化学体系的动态性质(化学动力学)2、热力学(3)化学体系的微观结构和性质（结构化学）各研究内容之间的关系如图：

2024/9/223热力学的基础是热力学第一定律和热力学第二定律；热力学在化学过程及物理化学过程（电化学过程）上的应用形成了化学热力学?化学热力学主要解决两大问题（1）化学过程中能量转化的衡算;（2）判断化学反应的方向和限度。（1）研究对象的宏观性质，只适用于有极大量粒子系统的平均行为，不适用于个别或少数粒子。（2）没有时间概念，不考虑发生的原因及经过的历程。?热力学的特点：

2024/9/2243、基础理论：第一、二、（三）定律4、应用：利用热力学第一定律计算变化中的热效应，利用热力学第二定律解决各种物理化学过程变化的方向和限度问题，以及与相平衡、化学平衡、电化学、表面现象和胶体化学中的有关基础理论问题。5、有限粒子和极大量的粒子的性质从最初的量变发展到质变。

2024/9/225学习要点：吃透基本概念；特别注意条件。最重要的基本概念：状态函数和可逆过程。§5.2热力学基本概念及术语一、系统与环境?系统:作为研究对象的那部分物质；?环境:与系统密切相关(即可能有热与功交换)的有限部分?说明:系统与环境之间可以用实际存在的界面来分隔，也可能没有实际界面隔开，只有想象的界面。

2024/9/226（1）一钢瓶氧气，当研究其中气体时就将氧气定为系统，将钢瓶以及钢瓶以外的物质（空气等）当作环境，有实际的界面。?举例:（2）一钢瓶的空气，当其中的氧气定为研究对象时，它与环境之间没有实际界面隔开，只有想象的界面。?系统的分类系统与环境之间的联系包括有能量交换与物质交换两类。针对二者之间联系情况的差别，可把系统分成以下三种：?注意:研究的对象不同，即可能为不同的系统。

2024/9/227描述系统状态的物理量二、系统的性质?系统性质的分类（1）微观性质：分子的极性、偶极矩等（热力学不考虑）（2）宏观性质：温度T，压力p，体积V，密度?，粘度?，表面张力?，热力学能（亦称内能）U等。?宏观性质的分类（1）广度性质：广延量，容量性质。具有加和性，如V,n,U,H,A,G（2）强度性质：不具有加和关系的性质，如T，p，?。*理解：假设一容器中有一无形隔板，有无隔板对性质是否有影响，无影响的为强度性质。

2024/9/228如Vm=，物质的量为1mol时物质所具有的体积，强调的是1mol物质的量，故不具有加和性，亦即广度性质的摩尔值应为强度性质。*注意：某些广度性质的比值往往是强度性质。三、状态与状态函数?系统所有性质的综合表现称为系统的状态?系统的各宏观物理性质（如温度、压力、体积等）均为状态的函数，称为状态函数，又称为系统的热力学性质。

2024/9/229（1）定态有定值。（与其历史和达到该状态的历程无关）?状态函数的特点（2）系统状态的微小变化所引起状态函数的变化可以用全微分表示，如dp、dV、dT等；（3）系统由始态1变化到末态2所引起状态函数的变化值?仅与系统的始态、末态有关，与变化的具体历程无关。*经验：对组成不变的单相封闭系统，两个能独立改变的性质即可确定系统的状态。

2024/9/2210如果处在一定环境条件下的系统，其所有的性质均不随时间而变化，而且当此系统与环境的一切联系均被隔离后，也不会引起系统任何性质的变化，则称该系统处于热力学平衡状态。四、热力学平衡状态（equilibriumstateofthermodynamics)处于热力学平衡的系统必须同时满足下列平衡：（1）热平衡（thermalequilibrium)如果没有绝热壁存在，系统内各部分之间以及系统与环境之间没有温度的差别，系统有单一的温度。非平衡态?热力学第零定律:如果系统A与系统B成热平衡，系统B与系统C成热平衡，则系统A与系统C也必然成热平衡。

2024/9/2211如果没有刚性壁存在，系统各部分之间，系统与环境之间没有不平衡的力存在，即系统有单一的压力。（2）力平衡（mechanic