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1、一、基本概念一、基本概念1 系统系统和环境和环境 被划定的研究对象被划定的研究对象系统系统；系统以外与；系统以外与系统系统有相互作用的部分有相互作用的部分环境环境 系统系统：隔离系统；隔离系统；封闭系统；封闭系统；敞开系统敞开系统2 系统系统的性质和状态函数的性质和状态函数 性质：容量性质、强度性质性质：容量性质、强度性质 在在一一单单组组分分均均相相封封闭闭系系统统中中，只只要要指指定定两两个个强强度度性性质质，其其它它的的强强度度性性质质也也随随之而定了。之而定了。 某某热热力力学学系系统统的的状状态态是是系系统统的的物物理理性性质质、化化学学性性质质的的综综合合表表现现，可可用用系系统统
2、的的性性质质来来描描述述。在在热热力力学学中中仅仅决决定定于于现现在在所所处处状状态态而而与与其其过过去去的的历历史史无无关关的的系系统统性质叫状态函数，具有全微分性质。性质叫状态函数，具有全微分性质。3 过程和途径过程和途径 系系统统的的状状态态发发生生的的一一切切变变化化称称为为过过程程；系系统统状状态态发发生生变变化化时时所所采采取取的的具具体体方方式叫途径。式叫途径。4 准静态过程和可逆过程准静态过程和可逆过程 当一个过程进行得非常慢，速度趋于当一个过程进行得非常慢，速度趋于0时，每步都接近于平衡态，该过程时，每步都接近于平衡态，该过程就趋近于准静态过程，无摩擦力的准静态过程称为可逆过
3、程。就趋近于准静态过程，无摩擦力的准静态过程称为可逆过程。5 热力学平衡热力学平衡 包括热平衡、力学平衡、相平衡和化学平衡的体系称为热力学平衡。包括热平衡、力学平衡、相平衡和化学平衡的体系称为热力学平衡。6 热和功热和功小结小结二、热力学第一定律二、热力学第一定律U = Q + W U = QVH = U + PV H = QP第一定律应用于理想气体第一定律应用于理想气体 焦耳实验焦耳实验 理气理气U = f(T)、H = f(T)理想气体理想气体绝热可逆过程绝热可逆过程 PV=K; TV-1-1=K; P1-T=K; = CP/CVCp与与Cv之差之差 理想气体理想气体 CP - CV =
4、nR双原子双原子理想气体理想气体 CP,m=3.5R CV,m=2.5R单原子单原子理想气体理想气体 CP,m=2.5R CV,m=1.5R第第一一定定律律应应用用于于实实际际气气体体 焦焦-汤汤实实验验 U、H不不仅仅是是温温度度T的的函函数数，且且与与压压力有关力有关 节流过程节流过程 J-T= ( T/ P)H = -( H/ P)/CP= (nB nB0)/B 当当=1mol时，化学反应等压热效应的几种计算时，化学反应等压热效应的几种计算 当体系发生化学变化后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，体系放出或吸收的热量。等压、等容热效应关系 QP - QV = (n)RT rH = r
5、U + (n)RT (气体为理想气体)当反应进度为1mol时 rHm = rUm + BRTHess定律： 化学反应等容或等压过程，Wf=0，不管是一步或分几步完成，该 反应的热效应相等。热效应种类：生成热(焓)、燃烧热(焓)反应热与温度的关系由基尔霍夫定律计算。三、基本公式功 W = -P外dV 只有可逆过程 P体P外，W=P-V图下的面积定压热容 CP =QP/dT = (H/T)P 定容热容 CV =QV/dT = (U/T)V任意体系 CP - CV = P + (U/V)T(V/T)P理气自由膨胀 0000理气等温可逆 -nRTln(V2/V1) nRTln(V2/V1) 00等容可逆任意物质 理想气体00CVdT CVdT U + VPCVdT CVdT CPdT 等压可逆任意物质 理想气体-P外V CPdT QPQVQP PV CPdT -P外V CPdT CVdT CPdT 理气绝热可逆 CVdT CVdT CPdT CV(T2-T1)0or (P2V2- P1V1)/(-1)理气多方可逆过程 nR(T2- T1)/(n-1)CPdT PVn= Constant可逆相变(等T、P) -P外V QPQPQP +WQP +WQP相变热化学反应(等T、P) -P外V QPU-W
