物理化学一定律、二定律复习.ppt

热力学第一定律总结,一、重要概念与定律 1. 状态函数的特征 系统的状态一定，状态函数就有一定的数值 状态改变，状态函数也要变化，并且其变化值只与系统的始态和终态有关，与变化的中间途径无关。 循环过程状态函数的变化值为零。 状态函数具有全微分性质 2. 热和功 热和功是能量的交换形式，而不是能量的存在形式 热和功的数值与变化的具体途径有关，属于途径函数 正负规定：系统得热(功)为正，失热(功)为负,3. 热力学能与焓 热力学能和焓都是状态函数，具有状态函数的一切通性 热力学能和焓都具有能量单位，热力学能具有能量性质，但焓不具有能量性质 热力学能和焓都是广度量，具有加和性，但它们的绝对值又都无法确定 一定量的理想气体发生单纯pVT变化时，其热力学能和焓都只是温度的函数 4. 热力学第一定律 本质是能量守恒与转化定律：在任何过程中，能量既不能创造，也不能消灭，能量只能从一种形式转化为另一种形式，而不同形式的能量在相互转化的过程中永远是数量相当的。,5. 可逆过程 系统内部及系统与环境间在一系列无限接近平衡的条件下进行的过程称为可逆过程 可逆过程的推动力无限小，它是无数平衡态的连续，也是一系列的连续的平衡过程 可逆过程实现需要的时间无限长。可逆过程结束后，系统若沿原途径逆向返回，则系统及环境都能恢复原来的状态 恒温可逆膨胀过程，系统对环境作最大功；恒温可逆压缩过程，环境对系统作最小功,二、重要公式与相应条件,1. 热力学第一定律,2. 体积功,3. 热力学能和焓,此式适用于封闭系统的一切过程。,此式适用于n、Cp,m恒定的理想气体单纯pVT变化的一切过程；或n、Cp,m恒定的任意单相纯物质的恒压变温过程。,此式适用于W0、dp0的封闭系统所进行的一切过程,4. 化学反应热效应,基希霍夫公式,公式适用条件：在此温度范围内，参加反应的各物质的种类及相态皆不发生变化。,5. 理想气体的绝热可逆方程：,热力学第二定律总结,、重要概念与定律,A、无需外力作功能进行的过程称自发过程； B、自发过程具有一定的方向性不可逆性； C、具有相应的物理量(状态函数)判断其分向与最终限度； D、自发过程都朝着能量分散程度增大的分向进行。,2. 热力学第二定律,1. 自发过程,克劳修斯说法: 不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生 其它影响,开尔文说法: 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功 而不产生其它影响,第二类永动机是不可能制造的,3. 熵和熵增原理,熵的定义熵的变化值等于可逆过程的热温之商，因此求熵变必须依据可逆途径,熵是状态函数，所以求熵变常用状态函数法,熵是广度量，单位：JK-1,熵是描述系统无序度(能量分散程度)的物理量，系统越混乱，越无序，其熵值越大,熵增原理隔离系统中自发过程向着熵增大的方向进行，当系统达到平衡时熵值最大,4. 热力学第三定律,在0K时，纯物质完美晶体的熵值等于零,热力学第三定律是科学假设，在它的基础上，通过物质的标准摩尔熵，解决化学反应熵变计算的问题,5. 亥姆霍兹函数和吉布斯函数,A、都是辅助状态函数，具有状态函数的一切通性 B、都具有能量单位，但不具有能量性质 C、都是广度量，具有加和性，但它们的绝对值又都无法确定 D、都具有相应的判据在不同条件下判断过程的方向和限度,6. 状态函数法,状态函数法是利用“状态函数的变化值只与系统的始终态有关，与变化的中间途径无关”的特征处理问题的热力学重要方法,状态函数法解题三个基本步骤： 1.确定研究的系统及给定的始、终态； 2.在给定的始终态之间设计一条假想的、可以利用已知热力学数据进行计算的变化途径。 3.计算所设计途径的状态函数的增量之和，其数值与原来所求过程的状态函数增量应相等。,二、重要公式与相应条件,1. 熵的定义,熵判据,2. 单纯pVT变化过程的熵变,理想气体的恒温可逆和不可逆过程：,纯物质的恒压变温可逆和不可逆过程：,纯物质的恒容变温可逆和不可逆过程：,理想气体pVT都变的可逆过程：,3. 相变化过程的熵变,可逆相变化：,不可逆相变化：利用状态函数法重新设计一条由一步可逆相变 化和多步可逆pVT变化组成的可逆途径计算熵变,4. 化