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1、物理化学电子教案长春工业大学化学教研室复习:理想气体1.理想气体状态方程pV=nRT2.理想气体模型a)分子间无相互作用力b)分子本身不占体积3.两个定律:阿马加定律道尔顿定律4.实际气体临界参数Tc、pc、Vc真实气体的p-Vm图及气体的液化T=Tc等温线在临界点处的特征,数学上有:真实气体状态方程TB:波义尔温度,定义为:范德华方程第二章热力学第一定律研究宏观系统的热与其他形式能量之间的相互转换关系及其转换过程中所遵循的规律。热力学共有四个基本定律:第零、第一、第二、第三定律,都是人类经验的总结

2、。第一、第二定律是热力学的主要基础。热力学的基本内容根据第一定律计算变化过程中的能量变化,根据第二定律判断变化的方向和限度。热力学方法和局限性热力学方法是一种演绎的方法,结合经验所得的基本定律进行演绎推理,指明宏观对象的性质、变化方向和限度。2.只考虑平衡问题,考虑变化前后的净结果,但不考虑物质的微观结构和反应机理。3.能判断变化能否发生以及进行到什么程度,但不考虑变化所需要的时间。1.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。A和B分别与C达成热平衡,则A和B也处于热平衡,

3、这就是热平衡定律或第零定律。由此产生了温度计,C相当于起了温度计的作用。热平衡和热力学第零定律§2.1热力学基本概念1.系统与环境系统:研究对象称为系统,亦称为体系或物系。环境:与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。系统与环境间有界面(假想的或真实的)分开,相互间可以有物质或能量的交换。(1)敞开系统环境有物质交换敞开系统有能量交换系统的分类经典热力学不研究敞开系统。系统分为封闭系统、隔离系统和敞开系统。(2)封闭系统系统与环境之间无物质交换,但有能量交换经典热力学主要研究封闭系统。

4、环境无物质交换有能量交换封闭系统(3)隔离系统系统与环境之间既无物质交换,又无能量交换,故又称为孤立系统。环境无物质交换无能量交换大环境无物质交换无能量交换纯物质单相系统有各种宏观性质,如温度T,压力p,体积V,热力学能U等等。系统的状态是它所有性质的总体表现。状态确定以后,系统所有的性质也就确定了。与达到该状态的历程无关。所以,各种性质均为状态的函数。状态:指静止的系统内部的状态,即热力学状态,与系统的在环境中机械运动的状态无关。2.状态和状态函数各种性质间存在一定的联系,所以并不需要指定所有的性

5、质才能确定系统的状态。在除了压力以外,没有其它广义力的场合,由一定量的纯物质构成的单相系统,只需指定任意两个能独立改变的性质,即可确定系统的状态。系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。状态函数的特点①状态确定时,状态函数X有一定的数值;状态变化时,状态函数的改变值X只由系统变化的始态与末态决定,与变化的具体历程无关。②从数学上来看,状态函数的微分具有全微分的特性,全微分的积分与积分途径无关。广度性质强度性质状态函数的性质又称为容量性质,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

6、质有加和性,在数学上是一次齐函数。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,如温度、压力等。它在数学上是零次齐函数。系统就处于热力学平衡态,它包括下列几个平衡:热平衡:系统各部分温度相等。力学平衡:系统各部的压力都相等,边界不再移动。如有刚壁存在,虽双方压力不等,但也能保持力学平衡热力学平衡态相平衡:多相共存时,各相的组成和数量不随时间而改变化学平衡:反应系统中各物的数量不再随时间而改变途径:从始态到终态的具体步骤称为途径。过程:在一定的环境条件下,系统发生了一个从始态到终态的变

7、化,称为系统发生了一个热力学过程。3.过程和途径由内部物质变化类型分类单纯pVT变化相变化化学变化由过程进行特定条件分类恒温过程(T始=T终=T环=const)恒压过程(p绐=p终=P环=const)恒容过程(Vsys=const)绝热过程(Q=0)循环过程(始态=末态)若已知过程始末态,需计算过程中某些状态函数的变化,可设始末态与实际过程相同的假设途径,经由假设途径的状态函数的变化,即为实际过程中状态函数的变化。4.功和热(1)功热力学定义系统与环境之间能量的交换形式有两种,除热之外,其它形式传递

8、的能量统称为功。其符号为W,单位J。功分为体积功和非体积功。体积功:在环境的压力下,系统的体积发生变化而与环境交换的能量。非体积功:体积功之外的一切其它形式的功。(如电功等),以符号W´表示。体积功的定义:截面As系统pambV=Asldl体积功示意图dV=Asdl环境l注意:对于宏观过程:对于恒外压过程:2.计算功时用的是环境的压力pamb。1.规定系统对环境做功为“-”,环境对系统做功为“+”。所以,公式中有“-”若始末态相同,途径不同,状态函数(如p、V、T、U

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