第六章热力学基础ppt课件.ppt

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1、第六章化学热力学基础内容提要第一节热力学第一定律一、基本概念和常用数语二、热力学第一定律第二节化学反应的热效应一、反应热与焓二、热化学反应方程式三、盖斯定律四、生成焓与燃烧焓第三节热力学第二定律一、自发过程二、熵与熵变三、吉布斯自由能与自发过程1.掌握热力学第一定律、第二定律、盖斯定律等的意义及数学表达；掌握热力学中重要的状态函数的概念、特点；会运用热力学数据计算焓变、熵变、自由能变，并能熟练判断化学反应自发进行的方向。2.熟悉热力学基本概念和常用术语；熟悉热力学的标准态及热化学方程式；熟悉U=Qv，H=Qp的成立条件。3.了解可逆过程的定义及特点

2、。教学基本要求在理解概念上下功夫掌握定律，利用定律进行计算本章内容枯燥，概念多而抽象，学习时应注意：本章的概念和定律在生理生化中讨论能量代谢时得到应用。热力学：是研究物理变化和化学变化中能量相互转化规律的一门科学。化学热力学：利用热力学的基本理论和方法来研究化学变化及其伴随的能量变化即形成了化学热力学。第一节热力学第一定律第一节热力学第一定律一二基本概念和常用术语热力学第一定律（一）体系与环境体系：被划定的研究对象称为体系，或系统。环境：体系以外与体系有密切联系的其余部分。第一节热力学第一定律一、基本概念和常用术语例如，研究生理盐水，含有NaCl的水溶

3、液就是体系，而溶液之外的一切东西（如瓶子、瓶盖、溶液上方的空气等）都是环境。第一节热力学第一定律根据体系与环境之间的关系，体系可分为以下三类：敞开体系：体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。封闭体系：体系与环境之间没有物质交换，只有能量交换孤立体系：体系与环境之间既没有物质交换，也没有能量交换。体系与环境的划分，是为了研究方便而人为确定的。在上述三种体系中，本章主要学习的是封闭体系。在没有特别说明时，在讨论化学变化时，习惯把化学反应作为封闭体系研究。1．基本概念第一节热力学第一定律体系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封闭体系

4、孤立体系敞开体系第一节热力学第一定律第一节热力学第一定律用来描述体系状态的宏观物理量称为体系的性质。如：温度、体积、压强以及本章将要学习的内能、焓、熵、自由能等。2．体系的性质根据体系的性质与体系物质的量之间的关系，可分为广度性质和强度性质两类。第一节热力学第一定律（2）强度性质：其数值取决于体系自身的性质，与体系中物质的量无关，不具有加和性。如：温度、密度、压强。P1,V1P2,V2V总=V1+V2P总≠P1+P2（1）广度性质：也叫容量性质，广度性质的数值与体系的物质的量成正比，即具有加和性。如：体积、质量、焓、熵等。第一节热力学第一定律（二）状态

5、和状态函数状态函数：热力学上，把这些能够确定体系态的物理量称为体系的状态函数。状态：如温度、压力、体积、质量、浓度、密度等，当描述体系性质的上述物理量都有确定的数值时，我们就说体系处于一定的状态。状态函数的特点：状态函数变化值只与体系的始态和终态有关，而与变化的途径无关。（Ⅰ）（Ⅱ）始态终态状态一定值一定，殊途同归变化等，周而复始变化零。第一节热力学第一定律第一节热力学第一定律1.过程:体系状态的变化，即体系从一个状态（始态）变成另一个状态（终态）称为过程。（三）过程和途径恒温过程：T一定ΔT=0恒压过程：p一定Δp=0恒容过程：V一定ΔV=0绝热过程

6、：体系与环境间无热交换Q＝0第一节热力学第一定律2.途径：体系由始态到终态，完成一个变化过程，经历的具体步骤称为途径。注：过程和途径是密不可分的两个概念，有过程发生，必然存在途径，过程侧重于始终态的变化，而途径着重于具体方式。体系由同一始态变到同一终态，可以采取不同的具体步骤。第一节热力学第一定律30℃，1atm始态80℃,2atm终态途径Ⅰ30℃，2atm途径Ⅱ恒温过程恒压过程图6-1过程与途径的关系第一节热力学第一定律实际上，热力学的实际过程都是十分复杂的，因此，相应的计算也十分困难，但我们在处理时，可以利用状态函数的性质，把复杂过程分解成相应的简

7、单过程去简化计算。如：298K,101.3kPa298K,506.5kPa375K,101.3kPa375K,506.5kPa恒温过程途径Ⅱ实际过程恒温过程恒压过程恒压过程途径Ⅰ途径Ⅱ途径Ⅰ第一节热力学第一定律（四）热和功热：由于体系与环境之间的温度差，而在体系与环境间所传递的能量称为热，用符号Q表示。功：系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量，统称为功，用符号W表示。功的分类体积功：当体系的体积变化时抵抗环境压力所做的功。非体积功：除体积功以外所有其它形式的功（如电功、机械功、表面功等）。化学反应一般只做体积功W=pVl第一节热力学第一定律第一

8、节热力学第一定律规定：体系从环境吸热Q＞0为正值　体系向环境放热Q＜0为负值体系对环境做功