物化课件第1章 热一律.pptxVIP

2009编辑第一章热力学第一定律（ The First Law of Thermodynamics）学时：6-7主讲：郭红、王女e-mail:rrrguo@ wangn@ 热力学第一定律：过程能量转换的准则。 热力学第二定律：一定条件下变化的方向和限度规律。A第一章 热力学第一定律化学热力学宏观系统为对象;热力学定律为基础;研究不同条件下，物质进行化学(物理)变化时，伴随的能量变化及规律;对化学反应方向和平衡产率作出准确判断。第一章 热力学第一定律目录§1-1 研究的对象、方法及局限性律§1-2 一些热力学的基本概念§1-3 热力学第一定律及内能§1-4 体积功及可逆过程§1-5 恒容热、恒压热及焓§1-6 热一律的应用Ⅰ——pVT变化§1-7 热一律的应用Ⅱ——相变化§1-8 热一律的应用Ⅲ——热化学注：书中§2.6、§2.9和§2.11-12为提高内容，不要求。第一章 热力学第一定律学习要求及重点理解状态函数概念及特征；理解热一律表达式及内能、焓的概念；掌握在物质的单纯 p、V、T 变化、相变化和化学变化过程中，运用热力学数据计算系统?U、 ?H 、Q和W的方法。§1-1热力学研究的对象、方法及局限性律对象(object) 化学热力学为宏观理论，研究大数量有限的分子集合体 的平均性质，结论具有统计意义。方法及局限性采用宏观热力学研究方法 不适用于个别微观粒子，不考虑微观结构； 一些结论在宇宙中适用性尚无定论。 只研究变化的始末态，不追究细节（机理）； 无时间变数，只回答可能性，不回答现实性；§1-2一些热力学的基本概念知识点系统与环境系统的热力学性质状态和状态函数过程与途径热、功及其符号§1-2一些热力学的基本概念一、系统与环境系统(system, “sy”) ： 作为某热力学问题研究对象的部分； 按系统与环境交换内容分为：敞开系统(open system)封闭系统(closed system)隔离系统(isolated system)最常见的化学反应系统环境(surroundings, “su”) ： 与系统相关的周围部分；§1-2一些热力学的基本概念二、系统的热力学性质（量）如：T、p、V、U、C、S、A、G……描述热力学规律强度性质：其值与系统中所含物质数量无关，不具有加和性。如T、p ……广度性质(容量性质)：其值与系统中物质数量成正比 ，具有加和性。如V、C、U ……单位量的广度性质==强度性质。如Vm、Cm、ρ等。四个最基本的可直接测量的热力学性质（量） ： T、p、V、n(2)(1)ABxAxB(3)状态函数的特征从数学角度看： 系统从状态A变化至状态B：状态函数x有：且：§1-2一些热力学的基本概念三、状态和状态函数热平衡力平衡状态(state)——热力学平衡态相平衡化学平衡所有性质有定值状态函数(state function) 及其特征：系统状态一定状态函数就一定；状态函数变化量只与始末态有关，与途径无关。100℃§1-2一些热力学的基本概念三、状态和状态函数思考：T、W、Q为状态函数？H2O(Liquid)H2O(Gas)(1)恒温恒压蒸发(2)向真空蒸发101kPa100℃101kPa100℃ ?T1= ?T2 =0， ?V1= ?V2 W1 ≠ W2=0 、 Q1 ≠ Q2 §1-2一些热力学的基本概念四、过程与途径过程(process) ：一定条件下系统由一状态变化到另一状态的经过。按变化分：单纯pTV变化、相变化、化学变化；按变化条件分，如：定温过程：T1=T2=Tsu定压过程： p1=p2=psu 恒容过程： V1=V2 绝热过程：Q=0循环过程：H2O(s)H2O(g)C(s)+O2(g)CO2 (g)H2O(l)CO(g)+1/2O2(g)§1-2一些热力学的基本概念四、过程与途径途径(path)：实现过程的具体步骤的总和。 例：一定T,p条件下相变化化学变化体积功非体积功§1-2一些热力学的基本概念五、热、功及其符号系统与环境间能量传递的两种形式——(Q)和 (W)能量量纲，SI制单位：J、kJ温差所致力×位移根据IUPAC的建议：非系统性质非状态函数Q的符号系统吸热：Q 0系统放热：Q 0W 的符号环境对系统做功：W 0系统对环境做功：W 0§1-3 热力学第一定律及内能知识点内能（热力学能）U 的概念内能是状态函数热一律的叙述热一律的数学表达式§1-3 热力学第一定律及内能一、内能（热力学能）U 的引出 焦耳一系列实验的结果表明：绝热系统用不同方式使水升高一定的温度，所需要的功是一定的。W绝热1=W绝热2系统内存在一状态函数，绝热过程中其变化量等于该过程的功。定义：该状态函数U为内能(Internal energy)或热力学能(thermodynamic