物理化学-教学指导

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1、第一章热力学第一定律1基木要求1.1熟悉热力学的一些基本概念，如系统与环境、状态与性质、状态函数、热和功及过程与途径等。1.2熟悉热力学第一定律及热力学能的概念。掌握热和功只有在系统与坏境间有能量交换时才有意义。1.3掌握状态函数的概念和特性，掌握热力学能和焰都是状态函数。1.4熟悉准静态过程与可逆过程的意义和特点。1.5掌握热力学第一定律的各种计算方法，如计算理想气体在等温、等压及绝热等过程屮的Q、W、△[/和1.6了解节流膨胀的概念和意义。1.7掌握应用赫斯定律、生成焰及燃烧焰计算反应热的方法。1.

2、8了解溶解热及稀释热的定义和概念。1.9熟悉反应热与温度的关系，并能应用基尔霍夫定律求算各种温度下的反应热。2重点难点2.1重点：（1）热力学基木概念，如状态与性质、状态函数、热和功，可逆过程等。（2）热力学第一定律及热力学能的概念。（3）各种过程Q、W、△（/和A//的计算方法。（4）化学反应热效应的定义和计算方法2.2难点（1）状态函数、热和功、可逆过程概念和意义、理想气体绝热过程。（2）理想气体各种过程!2、W、A"和M的计算方法。4内容提要4.1第一节热力学概论4.1.1热力学和化学热力学研究的

3、基木内容热力学是研究宏观系统在能量转换过程中所遵循的规律的科学。化学热力学主要研究的内容是：应用热力学第一定律来研究和解决化学变化及相变化屮的热效应问题，即热化学；应用热力学第二定律来解决化学和物理变化的方向和限度问题，以及化学平衡和相平衡屮的有关问题。化学热力学在药学的生产实践和科学研究小都具有重大的指导作用。4.1.2热力学的方法和局限性热力学的研究采用演绎的方法，即采用严格的数理逻辑的推理方法。热力学研究人量微观粒了所组成的系统的宏观性质，所得结论反映大量微观粒了的平均行为，具有统计意义。而对物质

4、的微观性质即个别或少数微观粒子的行为，无法作岀解答。4.2第二节热力学基本概念421系统与坏境将一部分物质从其它部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统。系统Z外与系统密切和关的部分称为环境。根据系统与环境Z间能量传递和物质交换的不同情况，将系统分为三种：敞开系统、封闭系统、孤立系统。4.2.2系统的性质根据性质与系统中物质数量的关系不同，可将系统的性质分为两类。广度性质：其数值大小与系统中所含物质的量成正比，具有加和性。强度性质：其数值取决于系统的特性而与系统所含物质的量无关，不具有加和

5、性。4.2.3热力学平衡态热力学平衡态应同时存在：热平衡、力学平衡、相平衡和化学平衡。4.2.4状态函数与状态方程系统的状态是系统一切性质的综合表现。rti系统状态确定的系统的各种热力学性质，称为系统的状态函数。状态函数的特性可以描述为：“异途同归，值变和等；周而复始，值变为零系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程。4.2.5过程与途径系统状态所发生的一切变化称为过程。过程通常可分为简单状态变化过程、相变化过程和化学变化过程等。在热力学中，依变化条件的不同，常见的变化过程有：等温过程、等压过程、等容过

6、程、绝热过程和循环过程。完成某一状态变化所经丿力的具体步骤称为途径。4.2.6热和功热和功是能量传递或交换的两种形式。由于系统与环境之间的温度差而产生的能量传递称为热，用符号Q表示。若系统吸热，Q取正值，即Q>0；若系统放热，Q取负值，Q<0o在热力学中，除热以外，在系统与环境Z间其它一切形式所传递和交换的能量称为功，用符号W表小。若系统对环境作功，W取负值，即WvO；若环境对系统作功，即系统从环境得到功，W取正值，即W/>Oo热和功都不是状态函数。在化学热力学中，通常将各种形式的功分为两种，即体积功和

7、非体积功。4.3第三节热力学第一定律4.3.1热力学第一定律热力学第一定律有多种表述方式，但都说明一个问题即能量守恒。常见表述如下：不供给能量而可连续不断对外作功的第一类永动机是不可能造成的；自然界的一切物质都具有能量，能量有多种不同的形式，能量可以从一种形式转化为另一种形式，在转化中能量的总量保持不变。4.3.2热力学能系统中物质的所有能量的总和称为热力学能。热力学能的绝对值无法确定，但可求热力学能的变化值。热力学能是系统的状态函数，是系统的广度性质。4.3.3热力学第一定律的数学表达式封闭系统的热力

8、学第一定律的数学表达式表明了热力学能、热、功相互转化时的数量关系。4.4第四节可逆过程与体积功4.4.1体积功因系统的体积变化而引起的系统与环境Z间交换的功称为体积功。系统经丿力某化学或物理变化，通常伴有系统体积的变化，因而体积功在化学热力学中具有重要的意义。4.4.2功与过程功不是状态函数，其数值与过程有关。即所经历的过程不同，则所作的功也不相同。在准静态过程中，系统对外作的功最人；在准静态压缩过程中环境对系统所作的功最小。4.4.3可逆