延安大学精品课程…物理化学 ③返安女学： 化学与化工学院物理化学讲稿 第二章热力学第一定律 (12学时) 物理化学教研室 第1页共75页
延安大学精品课程 …… 物理化学 第 1 页 共 75 页 化学与化工学院物理化学讲稿 第二章 热力学第一定律 （12 学时） 物理化学教研室
延安大学精品课程…物理化学 物理化学款学方案 第二章 热力学第一定律 章节名称 备注 授课方式 理论课（√）；实验课()；实习() 教学时数 12 1、使学生了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、热等。 2、使学生掌握热、功和内能这三者的区别与联系及其计算。 3、使学生充分理解状态函数的意义及数学特性。 4、 使学生明确热力学第一定律的叙述及数学表达式。 5、 使学生熟练理想气体在等温、等容、等压与绝热过程中△U、△H、 教学目的及要求 Q和W的计算。 6、1 使学生知道第一定律与Hess定律的关系，Kirchhoff定律的由来并熟 悉这两个定律的应用。 7、了解Carnot循环的意义以及理想气体在诸过程中的热、功的计算。 8、 明确热力学焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔反应 焓等概念及掌握其计算方法 教学内容提要 时间分配 第2页共75页
延安大学精品课程 …… 物理化学 第 2 页 共 75 页 物理化学教学方案 章节名称 第二章 热力学第一定律 备 注 授课方式 理论课（√）；实验课（ ）；实习（ ） 教学时数 12 教 学 目 的 及 要 求 1、使学生了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、热等。 2、使学生掌握热、功和内能这三者的区别与联系及其计算。 3、使学生充分理解状态函数的意义及数学特性。 4、使学生明确热力学第一定律的叙述及数学表达式。 5、使学生熟练理想气体在等温、等容、等压与绝热过程中 ΔU、ΔH、 Q 和 W 的计算。 6、使学生知道第一定律与 Hess 定律的关系，Kirchhoff 定律的由来并熟 悉这两个定律的应用。 7、了解 Carnot 循环的意义以及理想气体在诸过程中的热、功的计算。 8、明确热力学焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔反应 焓等概念及掌握其计算方法 教学内容提要 时间分配
延安大学精品课程…物理化学 2.1热力学概论 2.2热平衡和热力学第零定律—温度的概念 2.3热力学的一些基本概念 2.4热力学第一定律 0.5学时 0.5学时 2.5准静态过程与可逆过程 1学时 1学时 2.6焓 1学时 0.5学时 2.7热容 0.5学时 1学时 2.8热力学第一定律对理想气体的应用 1学时 1学时 2.9 Carnot循环 1.5学时 2.10焦耳一汤姆逊效应-实际气体的△U&△H 0.5学时 1学时 1学时 2.11热化学2.12Hess定律2.13几种热效应 2.14反应焓变与温度的关系-Kirhhoff定律 2.15绝热反应—非等温反应 2.16热力学第一定律的微观诠释 【重点】1、内能和焓。 2、热力学第一定律的数学表达式及△U、△H、Q、W的求算。 重点 3、可逆过程4、盖斯定律、基尔戈夫方程及应用。 难点 【难点】1、体积功与热的意义。 2、可逆过程。 第3页共75页
延安大学精品课程 …… 物理化学 第 3 页 共 75 页 2.1 热力学概论 2.2 热平衡和热力学第零定律——温度的概念 2.3 热力学的一些基本概念 2.4 热力学第一定律 2.5 准静态过程与可逆过程 2.6 焓 2.7 热容 2.8 热力学第一定律对理想气体的应用 2.9 Carnot 循环 2.10 焦耳一汤姆逊效应－实际气体的 ΔU＆ΔH 2.11 热化学 2.12 Hess 定律 2.13 几种热效应 2.14 反应焓变与温度的关系－Kirhhoff 定律 2.15 绝热反应——非等温反应 2.16 热力学第一定律的微观诠释 0.5 学时 0.5 学时 1 学时 1 学时 1 学时 0.5 学时 0.5 学时 1 学时 1 学时 1 学时 1.5 学时 0.5 学时 1 学时 1 学时 重 点 难 点 【重点】1、内能和焓。 2、热力学第一定律的数学表达式及∆U、∆H、Q、W 的求算。 3、可逆过程 4、盖斯定律、基尔戈夫方程及应用。 【难点】1、体积功与热的意义。 2、可逆过程
延安大学精品课程…物理化学 【讨论题目】1、是否只有定容过程才有△U?定压过程才有△H? 2、盖斯定律与热力学第一定律的关系如何？ 讨论 【思考题目】Q和W都不是系统的性质，其大小与过程有关，所以Q、 思考 W也应由过程决定。对吗？为什么？ 作业 练习作业：习题：2、3、5、7、8、9、10、11、12、13、14、17、18、 20、22、23、26、28、30、31、32、33、35 教学手段 多媒体教学 第二章热力学第一定律及其应用 【本章思路】 首先介绍了学习热力学必须掌握的基本概念，接着分析了系统在状态一定和状态变化时所涉及 的能量因素，给出了热力学第一定律的表达式：随后几节分别讨论了不同过程中热和功的计算方法： 最后介绍了热力学第一定律的具体应用，简单介绍了热力学第一定律的微观解释。本章共分18小节， 主要内容及其联系见框图： 第4页共75页
延安大学精品课程 …… 物理化学 第 4 页 共 75 页 讨 论 思 考 作 业 【讨论题目】 1、是否只有定容过程才有∆U？定压过程才有∆H？ 2、盖斯定律与热力学第一定律的关系如何？ 【思考题目】Q 和 W 都不是系统的性质，其大小与过程有关，所以 Q、 W 也应由过程决定。对吗？为什么？ 练习作业：习题：2、3、5、7、8、9、10、11、12、13、14、17、18、 20、22、23、26、28、30、31、32、33、35 教学手段 多媒体教学 第二章 热力学第一定律及其应用 【本章思路】 首先介绍了学习热力学必须掌握的基本概念，接着分析了系统在状态一定和状态变化时所涉及 的能量因素，给出了热力学第一定律的表达式；随后几节分别讨论了不同过程中热和功的计算方法； 最后介绍了热力学第一定律的具体应用，简单介绍了热力学第一定律的微观解释。本章共分 18 小节， 主要内容及其联系见框图：
延安大学精品课程…物理化学 定义 「简单状态变化过程 热{计算想变过程 化学反应 热容 「定义 体积功 「简单状态变化 功 计算 想变 其它功 「定义性质 理想气体简单状态变化 热力学第一定律内能 内能改变想变 化学反应 「焓的定义·性质 焓 焓变计算 气体 [理想气体 实际气体 Hess定律 应用 生成焓 化学反应热效应！燃烧焓 键焓 基尔霍夫定律 微观意义 【本章重点】 (一)过程量的特点：过程功和热的计算。 (二)可逆过程的意义和特点。 (三)热力学第一定律的意义：状态函数的特性以及内能和焓的性质。 (四)应用热力学第一定律解决常见的过程，特别是理想气体体系的状态变化过程和相变过程的 Q,W,△U,△H。 (五).应用Hss定律、基尔霍夫定律、以及生长焓、燃烧焓计算计算化学反应的热效应。 (六).熟记一些重要的公式。 【本章难点】 1.内能 ①是体系内部能量的总和，体系的状态函数。 ②对于一定量的纯物质，U=f(T,)oU=f(T,p),只要始态和终态性质一定，内能就 第5页共75页
延安大学精品课程 …… 物理化学 第 5 页 共 75 页 微观意义 基尔霍夫定律 键焓 燃烧焓 生成焓 定律 化学反应热效应 实际气体 理想气体 气体 应用 焓变计算 焓的定义 性质 焓 化学反应 想变 理想气体简单状态变化 内能改变 定义 性质 内能 其它功 想变 简单状态变化 计算 定义 体积功 功 热容 化学反应 想变过程 简单状态变化过程 计算 定义 热 热力学第一定律 Hess 【本章重点】 （一）过程量的特点；过程功和热的计算。 （二）可逆过程的意义和特点。 （三）热力学第一定律的意义；状态函数的特性以及内能和焓的性质。 （四）应用热力学第一定律解决常见的过程，特别是理想气体体系的状态变化过程和相变过程的 Q,W,U,H 。 （五）.应用 Hess 定律、基尔霍夫定律、以及生长焓、燃烧焓计算计算化学反应的热效应。 （六）.熟记一些重要的公式。 【本章难点】 1.内能 ①是体系内部能量的总和，体系的状态函数。 ②对于一定量的纯物质， U = f（T，V）orU = f（T，p） ，只要始态和终态性质一定，内能就