第20章 生物能学.pptVIP

第1页，共22页，星期日，2025年，2月5日一有关热力学和能学的一些基本概念（一）体系与环境：体系(system)：系统，研究涉及的全部物质的总称环境（surroundings）：外界，规定体系以外的物质开放体系(opensystem)：与环境有物质和能量交换。如：生物体。封闭体系(closedsystem)：与环境有能量但无物质交换。隔离体系(isolatedsystem)：与环境不发生任何作用。体系+环境=“宇宙”（隔离体系，能量守恒）体系的性质（温度、压力、体积、组成等），状态状态函数（只与始态和终态有关，与过程无关）第2页，共22页，星期日，2025年，2月5日孤立系统、封闭系统和开放系统第3页，共22页，星期日，2025年，2月5日（二）能的两种形式：热与功热与功是体系与环境交换能量的两种形式热（heat）：由温差引起的能量交换形式，常伴随质点的无序运动。热量（quantityofheat，Q）功（work，W）：除了热以外，体系与环境交换能量的另一种形式。伴随着体系质点的定向移动。例如：体积功、电功等第4页，共22页，星期日，2025年，2月5日（三）内能、焓及热力学第一定律内能（internalenergy,U，E）：体系内部质点能量的总和。是状态函数。内能的变化：?U焓（enthalpy，H）：体系内质点间的相互作用及质点自身的能量。状态函数。H=U+PVP：体系的压力；V：体积焓的变化：?H第5页，共22页，星期日，2025年，2月5日热力学第一定律（能量守恒定律）：?U=Q–WdU=dQ–dW=dQ–（PdV+dW’）（总功）（体积功）（有用功）若体系为等压过程，体系只做体积功：dW’=0，dU=dQ-dW=dQ-PdV反应体系体积变化很小时：dV?0，?dU=dQdH=d（U+PV）=dU+PdV+VdP恒压条件下（dP=0）则：dH=dU+PdV=（dQ–PdV）+PdV=dQ因此：?H=?U=?Q体系对环境所做功第6页，共22页，星期日，2025年，2月5日（四）化学能的转化燃烧热：将1mol有机物质完全氧化所释放出的最大能量。放出的能量=反应物化学键能-氧化产物化学键生物体内的氧化（生物氧化）逐步进行，氧化途径不同，但产物都是CO2和H2O。便于能量利用、储存。化学反应释放出的能量的多少与氧化途径无关。第7页，共22页，星期日，2025年，2月5日（五）热力学第二定律和熵的概念?Q热力学第二定律：?S??S：体系的熵变；TT：体系的绝对温度熵（entropy，S）：体系质点散乱无序的程度。物质的熵变是可求的。并且：?S=Q