化学反应过程中的热效应 ——热力学第一定律

物理化学电子教案

第三章

化学反应中的热效应

ΔU= Q+ We上一内容 f下一内容 回主目录

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第三章化学反应中的热效应3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8e上一内容

引言几个基本概念热力学第一定律热力学能U焓H和热容标准状态 Hess定律反应热的求算f下一内容 回主目录

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3.1引言

1.热力学的研究对象 2.热力学的研究方法和局限性

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3.1.1热力学的研究对象(1)研究化学过程及其与化学密切相关的物理过热功当量程中的能量转换关系和转换过程中所遵循的规律；

1 Cal= 4.184 J能量守恒定律：能量有各种不同的形式，可以相互转变，但能量的总值不变。e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.1.1热力学的研究对象(2)研究化学变化的方向和限度。判断在某条件下，指定的热力学过程变化的方向和可能达到的最大限度。 1. 2.e上一内容

相变的方向化学变化的方向 回主目录

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3. 1.2热力学的研究方法和局限性热力学方法 研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。 只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。 能判断变化发生的方向以及能进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。局限性不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现实性。e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.2热力学的几个基本概念1.系统和环境 2.系统的宏观性质 3.热力学平衡态 4.状态函数 5.过程和途径e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.2.1系统(system)

系统和环境

在科学研究中，把被划定的研究对象称为系统，亦称为物系或体系。

环境(surroundings)与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.2.1

系统和环境

根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类： (1)敞开系统(open system)系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。

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3.2.1

系统和环境

根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类： (2)封闭系统(closed system)系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。

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3.2.1

系统和环境

根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类： (3)孤立系统(isolated system)系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离系统。有时把封闭系统和系

统影响所及的环境一起作为孤立系统来考虑。

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3.2.2

宏观性质和状态函数

用系统的一些宏观可测量来描述系统的热力学状态，这些可测量称为系统的宏观性质。广度性质 (extensive properties)广度性质与系统的数量成正比，例如：

V, m, U, H, S, A, G,"强度性质(intensive properties)

强度性质与系统的数量无关，例如：

p, T,ρ,η,"e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.2.2

系统的宏观性质

广度性质广度性质(1)=强度性质=物质的量广度性质(2)

mρ= V U Um= ne上一内容 f下一内容

V Vm= n S Sm= n 回主目录

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3.2.2

宏观性质和状态函数

系统的性质只决定于目前的状态，与其历史无关。改变的量决定于始态和终态，与变化途径无关。这种性质称为状态函数。状态函数特点：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。状态函数在数学上具有全微分的性质e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.2.3过程(process)

过程和途径

在一定的环境条件下，系统发生了一个从始态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过程。途径(path)

从始态到终态的具体步骤称为途径。e上一内容 f下一内容 回主目录

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3.2.3

过程和途径T1= T2= T环 p1= p2= p环dV= 0

(1)等温过程 (2)等压过程 (3)等容过程 (4)绝热过程 (5)环状过程e上一内容 f下一内容 回主目录

Q=0

v∫ dU= 02返回2010-11-11