《物理化学》第2章热力学第一定律.pptx

2024/12/27热力学第一定律1第2章热力学第一定律FirstLawofThermodynamics热力学基本概念热力学第一定律恒容热、恒压热、焓热容焦耳实验——理想气体的内能和焓可逆过程——理想气体可逆过程

2024/12/27热力学第一定律2节流膨胀与焦耳-汤姆逊实验相变焓溶解焓与稀释焓*反应焓标准摩尔反应焓的计算稳流过程*

2024/12/27热力学第一定律3热力学thermodynamics：研究热和其它形式能量之间的转换关系（包括当系统发生变化时所引起的这些物理量的变化，以及当这些物理量发生变化时所引起的系统状态的变化）或系统宏观性质变化之间关系的科学。热力学的研究对象是大量粒子的集合体，所得的结论具有统计意义，它不考虑个别粒子及其微观结构和变化的具体细节，也不考虑变化所需要的时间。如合成氨反应。热力学只需知道对象的始态和终态及过程进行的外界条件，即可进行相应的计算和判断，计算简便而结果却十分可靠。

2024/12/27热力学第一定律4热力学的主要理论基础就是热力学第一定律和第二定律。这些定律都是人类长期实践经验的总结，虽不能用数学证明，但其可靠性毋庸置疑。化学热力学：运用热力学的基本原理研究化学现象，以及和化学反应有关的物理现象。具体来说，就是利用热力学第一定律解决反应的能量转化或热效应问题，利用热力学第二定律解决反应的方向和限度问题（平衡问题）。

2024/12/27热力学第一定律5第一节热力学基本概念BasicConceptsofThermodynamics一、系统和环境systemandsurroundings(ambience)体系外界external四、热和功heatandwork体积功三、过程和途径processandpath可逆过程二、状态和状态函数stateandstatefunction广度性质和强度性质、热力学平衡态

2024/12/27热力学第一定律6一、系统和环境封闭系统closedsystem：是我们研究的重点只有能量交换，没有物质交换。隔离系统isolatedsystem：孤立系统既无物质交换，也无能量交换。敞开系统opensystem：开放系统既有能量交换，又有物质交换。系统是我们选定的研究对象，环境则是系统以外和系统有相互作用的部分。根据这种作用的不同，可以将系统分为三类：

2024/12/27热力学第一定律7举例：水及其蒸气系统我们可以把后面的系统看作是前面系统的特例，一个物理定律若适用于前面的系统，则它必然适用于后面的系统，反之则不然。有时把系统和环境合在一起当作一个大的隔离系统。范畴大小：敞开系统封闭系统隔离系统

2024/12/27热力学第一定律8二、状态和状态函数如温度T、压力p、密度ρ、粘度η等。其数值仅取决于系统自身的特性，与系统中物质的数量无关，没有加和性。如体积V、质量m、内能U等。强度性质intensiveproperties：强度量其数值与系统中物质的数量成正比，具有加和性。广度性质extensiveproperties：广度量通常我们用系统的宏观可测量性质如压力p、体积V、温度T、粘度η、表面张力γ等来描述系统的热力学状态。这些性质可分为两类：

2024/12/27热力学第一定律9广度性质和强度性质的关系：广度量与广度量之比得强度量，如：

2024/12/27热力学第一定律10热力学平衡态：总之，当系统的温度、压力及各相中各个组分的量都不随时间而变化时的状态，即为平衡态。热平衡thermalequilibrium单一温度力平衡mechanicalequilibrium单一压力相平衡phaseequilibrium化学平衡chemicalequilibrium当系统的各个宏观性质都不随时间而变化时系统所处的状态。一般我们所说的状态，指的就是热力学平衡态。热力学平衡必须同时包含四种平衡：

2024/12/27热力学第一定律11系统的各种性质中，通常只需指定其中的几个，其余的也就随之而定了。一般总是尽可能用易于直接测量的若干强度性质（如T、p），再加上必要的