大学化学基础 第6章 化学热力学ppt课件.ppt

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1、第六章化学热力学化学热力学简介BriefIntroductionofChemicalThermodynamics化学热力学——研究化学过程中能量相互转化及在转化过程中所遵循的规律内容：物质相互进行化学反应的可行性自发进行的化学反应、反应程度、限度不能自发发生者，寻找转化条件反应中能量的转化特点：普适性、可靠性——大量客观事实的总结得出规律严密逻辑推理得出结论对象：宏观物质的性质T,p,U,H,S,G…是大宗质粒的集合体的统计行为研究方法：利用状态函数，指出大方向，必然性与限度局限性：不追究过程发生的细节，如机理、时间(动力学问题)6.

2、1热力学常用的一些基本概念1.体系与环境体系：根据研究目的，认为划定的研究对象，这部分的物质与它所占的空间。环境：除体系以外的与体系密切相关的部分称为环境体系与环境：能量交换物质交换敞开体系有有封闭体系有无孤立体系无无体系环境体系分类：2.状态和状态函数（statefunctions)(1)定义描述（确定）系统状态的各宏观物理性质（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。状态：是体系的一切性质的总和由压力、温度、体积和物质的量等物理量所确定下来的体系存在的形式称为体系的状态状态函数：(a)广度性质具有部分加和性，强

3、度性质无部分加和性。V总=V1+V2P总≠p1+p2T1,p1,V1T2,p2,V2（2）分类：广度（广延、容量）性质（extensiveproperty)强度性质（intensiveproperty)(b)广度性质与体系所含的物质的量成正比，强度性质与体系所含的物质的量无关。广度（容量）性质：与体系中物质的量成正比的物理量(体积、质量等)，∑X=∑Xi；具有加和性。i=1强度性质：数值上不随体系中物质总量的变化而变化的物理量（温度、密度、热容、压力）。（c）两个广度性质相除，所得为强度性质例如：Vm=V/n,ρ=m/V,Cm=C/n

4、（3）性质：(a)一个系统的状态函数之间是彼此关联的一个组成不变的均相体系，只需两个强度性质即可确定系统所有的强度性质。(b)状态函数是状态的单值函数状态函数的值与系统的历史无关；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。特点：①状态一定,状态函数一定。②状态变化,状态函数也随之而变,且状态函数的变化值只与始态、终态有关,而与变化途径无关。3.过程与途径（processandpath)等温过程：反应前后温度不变（T始=T终=T环）等压过程：反应前后压力不变（p始=p终=p环）等容

5、过程：反应前后体积不变（V=0）绝热过程：反应中体系与环境无热量交换（Q=0）1）.状态变化的经过称为过程(恒温、恒压、恒容、绝热过程）2）.完成过程的具体步骤称为途径不同条件下的过程，使体系达到不同状态或产生的效应不同。3）.状态1→状态2：途径不同，状态函数改变量相同；4）.状态一定时，状态函数有一个相应的确定值。始终态一定时，状态函数的改变量就只有一个唯一数值。298K，101.3kPa298K，506.5kPa375K，101.3kPa375K，506.5kPa恒温过程途径(II)恒压过程途径(I)恒温过程(I)恒压过程(I

6、I)实际过程实际过程与完成过程的不同途径4.热力学平衡体系与环境之间没有任何物质和能量交换，体系中各个状态性质又均不随时间而变化热平衡。温度相同机械平衡。力、压力相同化学平衡。组成不随时间而变（化学组成）相平衡。在体系中各个相（气，液，固）的数量和组成不随时间而变化（物质转移）5.热(量)(heat)和功(Work)热(量)(heat)(1)定义:系统和环境之间由于温度的差别而交换(传递)的能量。表示为Q(2)符号：吸热为正，放热为负。规定：体系从环境吸热时，Q为正值；体系向环境放热时，Q为负值。(3)热与过程有关，不是状态函数。(4

7、)热的微观本质：是系统内部粒子无序运动的反映。功（work)(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。表示为W(2)符号：本书规定，系统做功为正，环境做功为负规定：环境对体系做功时，W为负值；体系对环境做功时，W为正值(3)功与过程有关，不是状态函数(4)功的微观本质：系统以有序方式传递的能量(5)体积功（膨胀功expansionwork）：当系统的体积变化时，系统反抗环境压力所作的功。δw：微小数量的功VP外机械功强度性质×容量性质的变化体积功电功表面功热和功不是状态函数，不取决于过程的始、终态，而与途径有关。

8、6-2热力学第一定律Thefirstlawofthermodynamics1.内能（internalenergy)热力学能（thermodynamicenergy)(1)内能是组成体系的所有粒子的各种运动和相互作用的能量