热力学第一定律88970

《热力学第一定律88970》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章热力学第一定律Thefirstlawofthermodynamics一、热力学的研究对象1、研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律；2、研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应；3、研究化学变化的方向和限度。1-1热力学概述Introductionofthermodynamics二、热力学的方法和局限性1、热力学方法特点研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。能判断变化能否发生以及进行到什么程

2、度，但不考虑变化所需要的时间。2、热力学方法的局限性不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现实性。1-2热力学基本概念Basicconceptsofthermodynamics一、系统与环境（systemandsurroundings)2、环境：和系统有关的相邻部分。1、系统：研究的对象。a.敞开系统（Opensystem）系统和环境之间既有物质交换又有能量交换。系统的分类：b.封闭系统（Closedsystem）系统和环境之间无物质交换仅有能量交换。c.孤立系统（Isolatedsystem）系统和

3、环境之间既无物质交换又无能量交换。二、热力学平衡状态equilibriumstateofthermodynamics如果处在一定环境条件下的系统,其所有的性质均不随时间而变化;而且当此系统与环境隔离后,也不会引起系统任何性质的变化,则称该系统处于热力学平衡状态.热力学平衡热平衡力平衡相平衡物质平衡化学平衡处于热力学平衡的系统必须同时满足下平衡：（1）热平衡（thermalequilibrium):如果没有绝热壁存在，系统内各部分之间以及系统与环境之间没有温度的差别。（2）力平衡（mechanicalequilib

4、rium)如果没有刚性壁存在，系统各部分之间，系统与环境之间没有不平衡的力存在。（3）相平衡（phaseequilibrium)若在一个多相系统中，各相的组成及数量均不随时间而变化，则称该系统处于相平衡。（4）化学平衡（chemicalequilibrium)若系统中各物质之间存在化学反应，当系统组成不随时间而变化时，系统处于化学平衡。广度性质（容量性质）：它的数值与系统的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性。强度性质（广延性质）：它的数值取决于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性，如温

5、度、压力等。三、系统的性质四、状态与状态函数1、状态：系统各种宏观性质的综合表现。状态=f(热力学性质)2、状态函数：描述系统状态的系统的各宏观性质（如温度、压力、体积等）称为系统的热力学性质，又称为状态函数。3、状态函数的性质：a.状态函数是状态的单值函数;b.当系统由一个状态变化到另一个状态时，状态函数的增量只取决于系统的初、末态，而与具体变化的路径无关。c.状态函数的增量可用全微分表示；d.状态函数的环路积分为零。1.恒温过程（isothermalprocess)2.恒压过程（isobaricprocess

6、)3.恒容过程（isochoricprocess)五、过程（process)在变化过程中，系统的始态温度与终态温度相同，并等于环境温度。在变化过程中，系统的始态压力与终态压力相同，并等于环境压力。在变化过程中，系统的容积始终保持不变。4.绝热过程（adiabaticprocess)5.循环过程（cyclicprocess)6.恒温恒压7.恒温恒容在变化过程中，系统与环境不发生热的传递。(对那些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，系统与环境来不及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理)系统从始态出发，经过一系列变

7、化后又回到了始态的变化过程。在这个过程中，所有状态函数的变量等于零。六、热(Q)1.定义:系统和环境之间由于分子运动强度不同而交换(传递)的能量。4.符号：系统吸热为正(+)，系统放热为负(-)。3.热与过程有关，不是状态函数。2.热的本质：是系统内部粒子无序运动映。显热潜热七、功（W）1.定义：除热之外，在系统与环境之间以一切其它方式传递的能量。4.符号：系统做功为负（-），环境做功为正（+）3.功与过程有关，不是状态函数2.功的微观本质：系统以有序方式传递的能量机械功（体积功）；表面功；电功5.体积功（膨胀功

8、）：当系统的体积变化时，系统反抗环境压力所作的功。VP外讨论恒外压向真空恒容一、焦耳实验1-3热力学第一定律---能量转化与守恒定律焦耳（Joule）和迈耶(Mayer)自1840年起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转换关系，得到的结果是一致的。这就是著名的热功当量，为能量守恒原理提供了科学的实验证明。即：1cal=4.1840J二、内能（Internalenerg