物理化学教师PPTch01.ppt

从数学上来看，状态函数Z的微分是全微分.若Z=f（x、y），则 dZ=(?Z/?x)y dx + (?Z/?y)x dy 全微分dZ的积分值，仅决定于体系的始终态 凡是状态函数都必具有上述二特征，凡是具有上述特征之一的物理量必是状态函数. 四、热力学平衡 三 热功当量 四 能量守恒定律 第一定律的文字表述 第一定律的数学表达式 循环之后，系统复原时，环境也完全复原，而未留下任何永久性变化，这样的过程称为可逆过程。 当系统复原时，环境不能完全的过程称为热力学不可逆过程。 二、可逆过程与不可逆过程 §1.4 体积功 可逆过程的特点： （1）推动力与阻力相差无限小； （3）完成有限变量需无限长时间； （4）等温可逆过程中，体系对环境作最大功，环境对体系作最小功。 （2）体系与环境始终无限接近于平衡态； §1.4 体积功 三、可逆相变的体积功 蒸发、升华　 ＞＞ §1.4 体积功 §1.５ 定容及定压下的热 当系统发生只做体积功而不做其它功的过程 结论：定容热Qv只取决于系统的始终态。 2. 定压 焓为系统容量性质 §1.５ 定容及定压下的热 一、Gay-Lussac-Joule实验 §1.６ 理想气体的内能和焓 实验结果： 水浴温度没有变化，即Q=0； 向真空膨胀 W=0； 根据热力学第一定律，该过程△U=0 根据实验 所以 纯物质单相密闭系统 结论：理想气体的内能只是温度的函数 实际气体： §1.６ 理想气体的内能和焓 所以 二、焓 理想气体 恒温 结论：理想气体的焓只是温度的函数，而与体积和 压力无关 §1.６ 理想气体的内能和焓 系统的温度每升高1度所需吸收的热量。 单位 由于 不是全微分，如果不指定条件， 无定值。 §1.7 热容 一、定压热容和定容热容 定压热容Cp： 定容热容Cv： §1.7 热容 二、理想气体的热容 §1.7 热容 通常温度下，理想气体 单原子分子体系 C v，m=3/2 R 双原子分子或线性分子体系 C v，m=5/2 R 多原子分子（非线性）体系 C v，m=3R §1.7 热容 三、热容与温度的关系 经验式： 或 §1.7 热容 一、绝热过程 系统既没有从环境吸热，亦没有放热到环境中系统的状态变化过程——绝热过程。 在绝热过程中，体系与环境间无热的交换，但可以有功的交换。 若体系对外作功，内能下降，体系温度必然降低，反之，则体系温度升高。因此绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可体系温度降低。 §1.8 理想气体的绝热过程 二、绝热过程方程式 理想气体在绝热可逆过程中， 三者遵循的关系式称为绝热过程方程式，可表示为： 式中， 均为常数， 。 §1.8 理想气体的绝热过程 两种功的投影图 定温可逆过程曲线斜率： 绝热可逆过程曲线斜率： 三、绝热可逆过程与定温可逆过程比较 同样从A点出发，达到相同的终态体积，等温可逆过程所作的功（AB线下面积）大于绝热可逆过程所作的功（AC线下面积）。 因为绝热过程靠消耗内能作功，要达到相同终态体积，温度和压力必定比B点低。 四、绝热可逆过程与绝热不可逆过程比较 由同一始态出发，经过绝热可逆过程和 绝热不可逆过程，达不到相同的终态。 绝热膨胀时，当两个终态的压力相同时， 由于不可逆过程的功做的少些，故不可逆过 程终态的温度要高一些。 §1.8 理想气体的绝热过程 一、节流过程（throttling proces) 维持一定压力差的绝热膨胀过程。 §1.9 实际气体的节流膨胀 二、节流过程的U和H 开始，环境将一定量气体压缩时所作功（即以气体为体系得到的功）为： 节流过程是在绝热筒中进行的，Q=0 ，所以： 气体通过小孔膨胀，对环境作功为： §1.9 实际气体的节流膨胀 在压缩和膨胀时体系净功的变化应该是两个功的代数和。 节流过程是个等焓过程。 §1.9 实际气体的节流膨胀 三、焦耳––汤姆逊系数 0 经节流膨胀后，气体温度降低。 是强度性质。大小与气体的性质，气体所处的T，P有关。 因为节流过程的 , 所以当： =0 经节流膨