物理化学热力学第一定律小结课件

一、热力学基本概念1、系统和环境系统：环境：系统分为三类：隔离系统：孤立体系，环境与体系间即无能量交换又无物质交换封闭系统：体系与环境无物质交换但有能量交换。敞开系统：体系与环境即有能量交换又有物质交换。即研究的对象。是系统以外，与之相联系的那部分物质。2023/8/141一、热力学基本概念1、系统和环境系统：环境：系统分为三类：2、系统的宏观性质热力学系统是大量分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合体。这个集合体所表现出来的集体行为，如p，V，T，U，H，S，A，G等叫热力学系统的宏观性质。

分为两类：

强度性质－－系统的性质参数数值与物质的量无关，不具有加和性。如：p,T

等

广度性质－－系统的性质参数数值与物质的量成正比，有加和性，如：V,S,U,H,G

等

2023/8/1422、系统的宏观性质热力学系统是大量分子、原子、离子等微观粒子3、相的定义系统中物理性质及化学性质均匀的部分。均相系统；非均相系统4、系统的状态和状态函数系统的状态是指系统所处的样子。系统的宏观性质称为系统的状态函数。

当系统的状态变化时，状态函数的改变量只决定于系统的始态和终态，而与变化的过程或途径无关。2023/8/1433、相的定义系统中物理性质及化学性质均匀的部分。4、系统的状6、系统的变化过程与途径系统的变化过程分pVT变化过程，相变化过程，化学变化过程可逆过程的特点：(i)在整个过程中系统内部无限接近于平衡；(ii)

在整个过程中，系统与环境的相互作用无限接近于平衡，因此过程进展无限缓慢；环境的温度、压力与系统的温度、压力相差甚微，可看做相等；(iii)

系统和环境能够由终态沿着原来的途径从相反方向步步回复，直到都恢复到原来状态。可逆过程－－物系内部与环境间在无限接近于平衡时所进行的过程2023/8/1446、系统的变化过程与途径系统的变化过程分pVT变化过程，相变(v)

循环过程：始态＝末态，所有状态函数的改变量均为零；(vi)

对抗恒外压过程：pamb=Const.(vii)

自由膨胀过程：向真空膨胀，W=0②、几种主要的pVT变化过程(i)

恒温过程：(ii)

恒压过程：(iii)

恒容过程：(iv)

绝热过程：2023/8/145(v)循环过程：始态＝末态，所有状态函数的改变相变化过程是指系统中发生的聚集态的变化过程。如液体的汽化、气体的液化、液体的凝固、固体的熔化、固体的升华、气体的凝华以及固体的不同晶型间的转化等。③、相变化过程④、化学变化过程与反应进度即是B的化学计量数。对产物取正，反应物取负。反应进度定义为：，为反应进度，单位：mol2023/8/146相变化过程是指系统中发生的聚集态的变化过程。③、相变化过程④二、主要公式及使用条件1、热力学第一定律的数学表示式吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功为负。适用于封闭体系的一切过程。2、焓的定义3、焓变式中△(pV)为pV乘积的增量，不是体积功。

理想气体单纯pVT变化的一切过程，

真实气体的恒压变温过程，纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。①②2023/8/147二、主要公式及使用条件1、热力学第一定律的数学表示式4、热力学能(又称内能)变适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程。5、恒容热和恒压热2023/8/1484、热力学能(又称内能)变适用于理想气体单纯pV②、摩尔定压热容和摩尔定容热容

分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。

③、

适用于理想气体。6、热容的定义式①、定压热容和定容热容2023/8/149②、摩尔定压热容和摩尔定容热容分别适用于无相变变化、无化7、体积功①、定义式或②、恒外压过程③、理想气体恒压过程④、理想气体恒温可逆过程⑤、理想气体绝热过程适用于Cv,m为常数的过程。2023/8/14107、体积功①、定义式或②、恒外压过程③、理想气体恒压过程④8、理想气体可逆绝热过程方程

上式中，称为热容比，适用于Cv,m为常数，理想气体可逆绝热过程pVT的计算。9、标准摩尔反应焓式中及分别为相态为β的物质B的标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。上式适用于ξ=1mol，在标准状态下的反应。2023/8/14118、理想气体可逆绝热过程方程上式中，称为热容比理想气体

实际气体12、节流膨胀系数的定义式又称为焦耳-汤姆逊系数。H＝f(T.p)节流膨胀过程为等焓过程。2023/8/1412理想气体实际气体12、节流膨胀系数的定义式练习题1、1mol0℃、101.325kPa,的单原子理想气体经一个可逆过程，体积增加一倍，△H=2092J,Q=1674J。（1）计算终态的温度、压力、△U和W。（2）若气体经过等温和等容的两步可逆变化过程达到上述终态，计算△H、△U、Q和W。

2023/8/1413练习题2023/8/113解：（1）理想气体单纯pVT变化的过程热力学第一定律理想气体2023/8/1414解：（1）理想气体单纯pVT变化的过程热力学第一定律理想气体（2）同样的始态与终态，状态函数值相同

273K101.325KPaV0(I)等温373K69.220KPa2V0273KP3V3(II)等容第二步为等容过程，所以V3＝2V0第一步为等温过程，对理气：理想气体恒温可逆