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化学热力学(chemicalthermodynamics),就是研究和化学反响相关的能量问题,研究化学反响的方向和进行程度的一门科学。;第3章化学热力学根底;3-1热力学第一定律

3-1-1热力学的根本概念和常用术语

3-1-2热力学第一定律

;3-1-1热力学的根本概念和常用术语;体系和环境

(systemandsurroundings)

研究的对象称为体系(或系统)；

体系以外的其他局部称为环境。;环境—与体系密切相关的局部;封闭体系;2.状态和状态函数;状态函数(statefunction)：确定体系状态的物理量称为状态函数，如n,T,p,V等。。;体系的性质根据它与体系中物质的量的关系，又可分为两类：;(1)广度性质(容量性质)：

如体积V、质量m、物质的量n等。有加和性，即其数值与体系中物质的量成正比，是体系中各局部的该性质的总和。;(2)强度性质：

没有加和性，不随体系中物质的量而变。它仅由体系中物质本身的特性所决定。如温度T,压强p,密度?等。;某温度下，将2?105Pa的O23dm3和

2?105Pa的N23dm3充入3dm3的真空

容器中，求混和后的总压。;体系的状态发生变化，从始态变到终态，就说体系经历了一个热力学过程，简称过程(process)。;状态的变化所经历的具体步骤称为途径(path)。;状态函数的特点：

当体系的状态被改变时，状态函数的变化只决定于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。;始态T1;殊途同归变化等，

周而复始变化零。;功(work)和热(heat)是体系的状态发生变化时，体系与环境之间传递或交换能量(energy)的两种形式。;热(heat)：

当体系与环境之间因温度存在差异而进行交换或传递的能量称为热〔或热量〕，用符号Q表示。单位：J或kJ。;功(work):

除了热的形式以外，其它各种被传递的能量全叫做功，用W表示。单位：J或kJ。

如电功，体积功，机械功等。

在热力学中，功分为体积功和其它功〔或称有用功〕。;对体系而言，

但凡得到的，规定为“+”；

但凡释放出去的，规定为“?”。;例：Q=30J,表示体系吸热30J;

Q=?40J,表示体系放热40J。

W=?20J表示体系对环境做功20J;

W=10J表示环境对体系做功10J。;问题①：热和功是不是???态函数？;问题②：热和功的变化值与途径是否有关？

;?U;5.体积功〔膨胀功〕;W体=?p??V

假设p?0，

?V0,体系膨胀，那么W体0;

?V0,体系被压缩，那么W体0;

?V=0，那么W体=0。

假设p=0，那么W体=0。;6.热力学能

体系内一切能量的总和称为体系的热力学能,也叫内能(internalenergy)，用符号U表示。单位：J或kJ。

体系的内能包括：

体系内所含各种物质的分子和原子的动能(平动、转动、振动)、势能(各质点互相吸引和排斥)、电子的动能以及核能等等。;由于体系内部质点的运动及相互作用很复杂，所以体系内能的绝对值无法测知。但是体系的状态一定时,内能是一个固定值,因此，内能U是状态函数，是一种广度性质。

体系的状态发生变化时,始、终态一定,那么内能改变量?U是一定值:?U=U终-U始。;理想气体的内能;3-1-2热力学第一定律

(Thefirstlawofthermodynamics)

体系和环境之间的能量交换:

热传递做功;1.热力学第一定律：

自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，而在转化和传递过程中能量的总数量不变。

?“能量守恒与转化定律”;吸热Q0;上式说明了内能、热和功之间相互转化的定量关系,即：体系的内能变化量等于体系从环境吸收的热量与环境对体系所做的功之和。

热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内的特殊形式。;?U体系=U2–U1=Q+W

?U环境=–?U体系;例1:某封闭体系在某一过程中从环境中吸收了50kJ的热量，对环境做了30kJ的功，那么体系和环境的热力学能改变量各是多少？

答：

?U体系=Q+W=(+50kJ)+(?30kJ)

=20kJ

体系热力学能净增