天大物化课件ch2一律1

1、1- 热力学基本概念一、体系和环境 1 体系(系统、物系)：热力学研究的对象（大量粒子组 成的集合体） 环境（外界）：体系以外与体系密切相关的部分 体系和环境之间通常有物理界面分开，但有时是假想的界面。 2体系分类只有能量交换而无物质交换体系+环境 = 孤立体系 敞开体系无能量交换也无物质交换体系与环境之间有能量交换也有物质交换封闭体系孤立体系敞开体系封闭体系孤立体系举 例： 3体系的宏观性质 宏观性质分类： 广度性质：强度性质：热力学体系的宏观性质（简称为热力学性质）:体系的宏观可测量（V、T、p、n 等）称为。与体系中物质的量有关，具有加和性，如m、V、Cp 等；与体系中物质的量无关，不具

2、有加和性，如T、p等。注意：两个广度性质的商是强度性质，如二、热力学平衡态 热力学平衡态应满足：热平衡：TTTi （无绝热壁）力平衡 ：p1 = p2 = pi （无刚性壁）相平衡：物质在相间分布达平衡，无物质的净转移化学平衡：各物质的组成不随时间变化三、状态函数1状态：体系中所有宏观性质的综合表现，状态一定， 各宏观性质确定。 2状态函数：描述体系状态的宏观性质叫状态函数， 如T、p、V、U、H、S等。 状态一定，状态函数一定；状态改变，状态函数相应改变 对于一定量组成不变的均相流体（气体、液体）体系， 体系的任意宏观性质是另外两个独立的宏观性质的函数： 说明 如理想气体方程 状态函数的变化

3、量终态的函数值始态的函数值 如： 状态函数的微小变化可用全微分表示 如一定量的理想气体表示为： 循环过程，任一状态函数的变化量都为零 状态函数特点： 异途同归，值变相等；周而复始，其值不变；且满足单值、连续、可微。 3状态方程如理想气体状态方程对一定量单组分流体体系（气体、液体体系） 或对多组分流体体系 四过程与途径 过程：体系状态发生的一切变化 途径：体系状态从同一始态到同一终态可以有不同 的方式，这种不同的方式称为途径 例如： 再如反应： 不同过程，不同途径 途径途径几种主要的p、变化过程 定温（恒温）过程： T1=T2=Tsu 过程中温度恒定 定压（恒压）过程： p1=p2=psu ，过

4、程中压力恒定 定容（恒容）过程： V1=V2 过程中体积保持恒定 绝热过程：Q=0循环过程：所有状态函数改变量为零如 p=0，T=0，U=0 等 对抗恒外压过程： psu=cons. 自由膨胀过程（体系向真空膨胀过程）： psu=0 五、热和功 1、热 定义：由于温度不同而在体系和环境间交换或传递的能量，即当体系与环境间因温度有差别而进行的能量传递，用Q表示。 本质：热是物质运动的一种表现形式，与大量分子的无规则运动相联系，分子无规则运动的强度越大，温度就越高； 两个温度不同的物体相接触时，由于分子无规则运动强度不同，则分子之间通过碰撞而传递能量，这种方式传递的能量的就是热。 说明： a.热是

5、过程函数，与过程有关；始、终态一定，经由不同的过程传递的热不同，故微量热用Q示。 b.规定：体系吸热为正,即Q0；放热为负，即Q0。 c.单位：能量单位，J；kJ d.分类： 物理过程热: 显热、 潜热（相变热）、溶解热、稀释热 化学过程热: 化学反应过程热热水为体系：Q0，体系散热； 水空气为体系：Q0，体系内部进行热传递，不与 环境进行热传递。 水气+空气热水冷水绝热壁例如： 2功 定义： 热力学中，把除热以外其它各种形式传递的能量叫功 ， 用W表示 说明：a.功过程函数，与过程有关；不同过程，功不同； 微量功用W表示 。 b.规定：体系对外做功为负，即0c.单位： 能量单位 J，kJ d.分类 体积功e ： 反抗外力作用下，体系由于体积变化而与环境交换的能量非体积功f ： 体积功以外的各种功统称为f ，如：电功、表面功等 体积功计算公式：例 1mol 理想气体在恒温273.15K下， 由10p膨胀至p，（1）在p外0 下进行；（2）在p外 p 下进行，分别求功。 解： 始态 1mol p.g T273.15K p10p 终态 1mol p.gTT273.15Kp2p （1）p外0 （2）p外p