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文档简介

热学基础概念引言

目前为止，我们只讨论粒子数不变的系统，即孤立系或封闭系。但自然界很多现象的发生都伴随着粒子数的变化，即系统是开放的。如在水和其蒸气共存的系统中，水及其蒸气都是开放系。即使在气体情形，如果我们在它内部划出一个固定体积的空间作为研究系统，它也是开放的。本章将讨论不同相之间交换粒子数达到平衡的条件和各种性质。作为讨论基础，首先由平衡判据出发讨论开系平衡条件和平衡稳定性条件；然后从均匀闭系的热力学基本方程推广出开系热力学基本方程；然后讨论单元复相系的平衡条件和平衡性质;作为它们的应用，将主要讨论液气两相的相平衡。热动平衡判据一、熵判据1.熵判据:根据熵函数的性质来判定孤立系达到热动平衡的条件2.约束条件:

dU=0,dV=0.3.虚变动:假想的满足约束条件的可能的变动,未必能实现.4.熵判据的表述:本节要求:①理解熵判据,自由能判据和吉布斯判据;②理解均匀系统的热动平衡及其稳定性条件孤立系统处在稳定平衡状态的必要和充分条件是:将S作泰勒展开:熵函数有极值熵函数取极大值平衡的稳定性条件平衡的必要条件二、自由能判据1.约束条件：dT=0,dV=0.2.自由能判据的表述：等温等容过程中，系统的自由能永不增加等温等容系统处在稳定平衡状态的必要和充分条件是:将F作泰勒展开:平衡的必要条件平衡的稳定性条件1.约束条件：dT=0,dp=0.2.吉布斯判据表述三、吉布斯判据等温等压过程中，系统的吉布斯函数永不增加等温等压系统处在稳定平衡状态的必要和充分条件是:将G作泰勒展开:平衡的必要条件平衡的稳定性条件四、均匀系统的热动平衡及其稳定性条件1.平衡条件设系统中某一子系统（T,p）发生一虚变动:导致媒质（环境）发生变动:T,p由于整个系统是孤立系统因而：虚变动将引起熵的变化:系统的平衡条件2.稳定性条件以T,V为自变量,有:平衡的稳定性条件开放系：物质的量发生改变。一.吉布斯函数在开放系中的定义：摩尔数改变引起的吉布斯函数的改变。其中：化学势①掌握化学势的概念；

②理解开系的热力学基本方程.

二.开系中内能三.开系中的焓四.开系中的自由能五.巨热力学势其中：一.单元复相系的平衡条件对于孤立系统:设一虚变动:二.非平衡时的变化方向1.热平衡满足时，力学平衡未满足，则:2.若热平衡满足，相平衡未满足，则:平衡稳定性条件单元三相系压强大的部分膨胀，压强小的部分收缩.物质从高化学势部分移至低化学势部分.化学势差促使粒子流动。一.单元系的相图以T为横轴、p为纵轴构成的描述复相平衡特征的图叫相图。三个相区：一相单独存在，温度和压强可独立变化。两相平衡曲线：两相平衡共存，温度和压强只有一个独立。三相点：三相平衡共存，温度和压强完全确定。临界点：汽化线终点，温度高于此点，无液相。由于临界点的存在，从两相中任意一相的某一个状态出发，可以经绕过临界

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