地球化学热力学课件1.pptVIP

地球化学热力学 材料科学与工程学院 蒋引珊 学习热力学方法 学习在解决地质学问题中的应用 丰富地学的研究方法 课程内容： 复习热力学方法----基础热力学 多组分体系热力学 多相平衡体系热力学 化学变化体系热力学 热水溶液体系热力学 第一章 热力学基础 热力学方法的特点： 以热力学第一和第二定律为依据，从能量角度入手解决问题； 讨论物质变化时，只注意始态和终态与中间过程无关； 用状态函数改变量解决问题（T、P、V、 U、H、S、F、G） §1-1 物质的体积与体积变化 1、理想气体体积变化 PV=nRT 理想气体状态方程 考虑理想气体体积变化： 2、实际气体体积的变化 实际气体状态方程--- van der waals 方程 以范氏气体讨论实际体积变化 3、对比状态 临界状态 临界温度 临界压力 临界体积 展开后得： 在b点， 解联立方程得： 4、对比方程 a, b随物质种类而变化，利用Pc,Tc,Vc转化方程为一般的方程---对比方程 同除PcVc 计算实际气体体积与压力 压缩因子图 §1-2 热力学第一定律 1、热、功和内能 热（heat） 体系与环境之间因温差而传递的能量称为 热，用符号Q 表示。 Q的取号： 体系吸热，Q0；体系放热，Q0 。 功（work） 体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都称为功，用符号W表示。 功可分为膨胀功和非膨胀功两大类。W的取号： 环境对体系作功，W0；体系对环境作功，W0 。 热力学能（thermodynamic energy）以前称为内能（internal energy）,它是指体系内部能量的总和，包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。 热力学能是状态函数，用符号U表示，它的绝对值无法测定，只能求出它的变化值。 2、热力学第一定律（The First Law of Thermodynamics） 功的计算 自由膨胀（free expansion）功。 外压比内压小一个无穷小的值 * 课程的目的 Z为压缩因子 Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。 是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式，说明热力学能、热和功之间可以相互转化，但总的能量不变。 第一定律的数学表达式 ?U = Q + W 对微小变化： dU =?Q +?W 因为 等外压膨胀（pe保持不变） 多次等外压膨胀 *