物理化學-任素貞.ppt

《物理化學-任素貞.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第一章熱力學第一定律化學熱力學研究的是化學變化，包括相變化和p、V、T變化過程中，物質(zhì)數(shù)量和能量的變化規(guī)律。以人類長期實踐所總結(jié)的兩個基本定律為基礎(chǔ)。熱力學第一定律：指出了各過程能量轉(zhuǎn)換的準則；熱力學第二定律：指出一定條件下自發(fā)變化的方向和限度。1一、熱力學概論1.熱力學研究的對象熱力學研究的對象是大量微觀粒子的宏觀性質(zhì)，粒子數(shù)大體上不低于1023數(shù)量級。熱力學不研究少數(shù)粒子所構(gòu)成的物質(zhì)和個別粒子的行為。2熱力學研究宏觀物質(zhì)在各種條件下的平衡行為,如：能量平衡，化學平衡，相平衡等，以及各種條件變化對平衡的影響，從能量平衡角度對物質(zhì)變化的規(guī)律和條件得出正確的

2、結(jié)論,具有普遍性和可靠性。2.熱力學研究的目的和內(nèi)容33.熱力學研究的基礎(chǔ)熱力學的一切結(jié)論主要建立在熱力學第一、第二和第三定律的基礎(chǔ)上。經(jīng)驗定律特征：1.是人類的經(jīng)驗總結(jié)，其正確性由無數(shù)次實驗事實所證實；2.它不能從邏輯上或其他理論方法來加以證明（不同于定理）。4(1)廣泛性：只需知道體系的起始狀態(tài)、最終狀態(tài)，過程進行的外界條件，就可進行相應計算；而無需知道反應物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、過程進行的機理，所以能簡易方便地得到廣泛應用。4．熱力學研究方法嚴格的數(shù)理邏輯的推理方法，即演繹法5b.其研究對象是有足夠大量質(zhì)點的體系，得到物質(zhì)的宏觀性質(zhì)，因而對體系的微觀性質(zhì)，即個別

3、或少數(shù)分子、原子的行為，無法解答。(2)局限性：由于熱力學無需知道過程的機理，所以它對過程自發(fā)性的判斷只能是知其然而不知其所以然；6c.熱力學所研究的變量中，沒有時間的概念，不涉及過程進行的速度問題。這對實用的化學反應來講顯然是不夠的，需用化學動力學來解決。7§1.1熱力學基本概念§1.2熱和功§1.3熱力學第一定律§1.4功的計算、可逆過程§1.5等容熱、等壓熱和焓§1.6熱容及熱的計算§1.7熱力學第一定律的應用Ⅰ——簡單參量變化§1.8熱力學第一定律的應用Ⅱ——相變化§1.9熱力學第一定律的應用Ⅲ——熱化學第一章熱力學第一定律81.1熱力學基本概念系

4、統(tǒng)與環(huán)境狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)過程與途徑熱力學平衡態(tài)幾個基本概念：91.系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)：我們所研究的那部分物質(zhì)和空間－被劃定的研究對象。亦稱為體系或物系。環(huán)境：是系統(tǒng)以外，與系統(tǒng)密切相關(guān)、有相互作用或影響所能及的部分。系統(tǒng)分類定義根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系，把系統(tǒng)分為三類：封閉系統(tǒng)－－系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換。隔離系統(tǒng)－－系統(tǒng)與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換，又無能量交換敞開系統(tǒng)－－系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換有時把封閉系統(tǒng)和系統(tǒng)影響所及的環(huán)境一起作為隔離系統(tǒng)來考慮。10封閉系統(tǒng)的例：一個不保溫的熱水瓶：傳熱但無物質(zhì)交換；舉例：112.狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)

5、狀態(tài)：體系一系列性質(zhì)的綜合表現(xiàn)狀態(tài)性質(zhì)（函數(shù)）：描述狀態(tài)的宏觀物理量幾何：體積、面積等；力學：壓力、表面張力、密度等；電磁：電流、磁場強度等；化學：摩爾數(shù)、摩爾分數(shù)等熱力學：溫度、熵、內(nèi)能、焓、自由能等定義12狀態(tài)函數(shù)的特點31同一熱力學系統(tǒng)的各種狀態(tài)函數(shù)間存在一定的聯(lián)系由一定量的純物質(zhì)構(gòu)成的單相系統(tǒng)，只需指定任意兩個能獨立改變的性質(zhì)，即可確定系統(tǒng)的狀態(tài)。若對于一定量的物質(zhì)，已知系統(tǒng)的性質(zhì)為x與y，則系統(tǒng)任一其它性質(zhì)X是這兩個變量的函數(shù)，即：例對物質(zhì)的量為n的某純物質(zhì)、單相系統(tǒng)，其狀態(tài)可由T，p來確定，其它性質(zhì)，如V，即是T，p的函數(shù)。V=f(T,p)13

6、2狀態(tài)改變時，狀態(tài)函數(shù)的變化量只與變化的始末態(tài)有關(guān)，而與變化的途徑無關(guān)。33狀態(tài)一定，體系所有的性質(zhì)都是確定的，即狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)(體系的狀態(tài)一旦確定，狀態(tài)函數(shù)就有單一定值，狀態(tài)不變它不變)。狀態(tài)改變了，不一定所有性質(zhì)都改變，但性質(zhì)改變了，狀態(tài)一定改變。例：理氣的等溫過程：（P1，V1）→（P2，V2）狀態(tài)改變了，T不變14狀態(tài)函數(shù)在數(shù)學上具有全微分的性質(zhì)。若x為狀態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)從狀態(tài)A變化至狀態(tài)B：若x，y，z皆為狀態(tài)函數(shù)，且z=f(x,y)，則：ABⅠⅡⅢxAxB如理想氣體：23有：微小變化1516字口訣：異途同歸，值變相等；周而復始，數(shù)值還原。

7、?單值、連續(xù)、可微的函數(shù)――具全微分性質(zhì)（1）環(huán)程積分為零（2）存在倒數(shù)關(guān)系（3）存在循環(huán)關(guān)系（歸一化關(guān)系）（4）尤拉關(guān)系成立可證明某一函數(shù)是否為狀態(tài)函數(shù)16狀態(tài)函數(shù)的分類容量性質(zhì)（或廣度性質(zhì)）：容量性質(zhì)的數(shù)值與體系中物質(zhì)的數(shù)量成正比，具有加和性，如：m，n，V，U強度性質(zhì)：強度性質(zhì)的數(shù)值與體系中物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)，不具有加和性。如：T,P,ρ,EV1,T1V2,T2V=V1+V2T≠T1+T217二者的關(guān)系：每單位廣度性質(zhì)即強度性質(zhì)，容量性質(zhì)÷容量性質(zhì)=強度性質(zhì)31233容量性質(zhì)×強度性質(zhì)=容量性質(zhì)183.過程與途徑狀態(tài)1狀態(tài)2途徑1途徑2(T1，p1)(T

8、2，p2)系統(tǒng)從一個狀態(tài)變到另一個狀態(tài)，稱為過程。前一個狀態(tài)稱為始