Chapter1化学热力学基础 解决的问题:反应能量、方向、限度 §1-1热力学第一定律蜀反液 基本念 1、体系与环境( System and surrounding): 体系:研究的对象;环境:与体系相关,影响所能及的部分 有无m,E交换:①开放 ②封闭; ③孤立(隔离) 有m,E 有E,无m 无m,E交换 常见
Chapter 1 化学热力学基础 解决的问题：反应能量、方向、限度 §1-1 热力学第一定律与反应热 • （一）基本概念 • 1、体系与环境 (System and surrounding)： 体系：研究的对象；环境：与体系相关, 影响所能及的部分 有无m, E交换：①开放； ②封闭； ③孤立(隔离) 有m, E 有E，无m 无m, E交换 常见！
2、状态和状态函数(描述体系状态性质的物理量) 特点 ①唯一确定性 ②△z与途径无关 ③有强度、广度容量胜性质 T,p, d; V,W,n, U,H, S, G ④循环过程:ΔZ=∮dZ=0 3、热与功 定义:Ω体系与环境因温度不同交换的能量,W 特点:与途径有关 规定:Q(+吸,W(+体系得到能量) 体积功的计算
• 2、状态和状态函数(描述体系状态性质的物理量)： 特点： – ①唯一确定性 – ②Z与途径无关 – ③有强度 、 广度(容量)性质 T, p, d; V, W, n, U, H, S, G – ④循环过程： Z =∮dZ=0 • 3、热与功： 定义：Q—体系与环境因温度不同交换的能量; W … 特点：与途径有关 规定：Q(+吸), W(+体系得到能量) • 体积功的计算：
般 W=W 体积十W非体积(其他功) 其中:W非体积倛他功W),如机械功、电功等 而:δW体积一分dl (外A)4d P外 P外d 0 体积 oW P外·dV 恒外压过程:W=j6W=pd=p(2-F 教材P3举例说明体系经不同途径,所做的功不等
• 一般 W=W体积+W非体积 (其他功) 其中：W非体积 (其他功) (W’)，如机械功、电功等 而： W体积=- f外·dl dl A p外 m=0 f摩=0 = = − 2 1 δ d V V W体积 W p 外 V = = − = − − 2 1 d 2 1 δ V V 恒外压过程：W体积 W p 外 V p 外 （V V） • 教材P3举例说明体系经不同途径，所做的功不等 =- ( f外/A)A·dl = - p外·dV
(二)、热力学第一定律 1、热力学能和热力学第一定律 热力学能内能)U:体系内部能量的总和核e振转平动) 热力学第一定律(能量守恒定律): 孤立体系:ΔU0orU= const 封闭体系: 与环境能量交换Q、W: △U=0+W能量转化并守恒 能否在一定条件下,使三个物理量减少为二个? 热力学能与恒容反应热 恒容(d=0,W体积=0)W=0:△U=Qr
• (二)、热力学第一定律 • 1、热力学能和热力学第一定律 热力学能(内能)U：体系内部能量的总和(核, e, 振, 转, 平动) 热力学第一定律(能量守恒定律)： 孤立体系：U=0 or U=const. • 封闭体系： 与环境能量交换Q、W : U=Q+W 能量转化并守恒 能否 在一定条件下，使三个物理量减少为二个？ • 2、热力学能与恒容反应热 恒容(dV=0, W体积=0)、W’=0: U=QV
3、焓与恒压反应热 将热力学第一定律U=Q+W应用于恒压过程,且 体系只做体积功(W=0 由于W Pd=-p△V1外三P1=P2=P 热一律 D AU=Qn-P外(y2-1 7,P,恒压 或 吸热Q P 外 始态做功=终态 2+p22 +P1 D△ Q=△AU+p /) △H 定义焓( Enthalpy):H=U+P状态函数,BLtw?
• 3、焓与恒压反应热 • 将热力学第一定律： 应用于恒压过程，且 体系只做体积功(W’=0) U = Q +W W = − p V = −p V 外d 外 p 外 = p1 = p2 = p ( ) U = Qp − p 外 V2 −V1 ( ) U2 −U1 = Qp − p 外 V2 −V1 Q (U pV ) p = + T1 , p1 , V1 , U1 始态 T2 , p2 , V2 , U2 终态 恒压 吸热Qp 做功W= -pV 定义焓(Enthalpy ): H =U + pV 热一律： 或 由于 是状态函数，But why ? = H ( ) Qp =U2 + p2 V2 − U1 + p1 V1