热力学三大定律课件.pptVIP

第一章热力学第一定律Thefirstlawofthermodynamics

1-1热力学概述Introductionofthermodynamics一、热力学的研究对象1、研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律；2、研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应；3、研究化学变化的方向和限度。

二、热力学的方法和局限性1、热力学方法特点?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。?能判断变化能否发生以及进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。2、热力学方法的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。

1-2热力学基本概念Basicconceptsofthermodynamics一、系统与环境（systemandsurroundings)1、系统：研究的对象。2、环境：和系统有关的相邻部分。

系统的分类：a.敞开系统（Opensystem）系统和环境之间既有物质交换又有能量交换。b.封闭系统（Closedsystem）系统和环境之间无物质交换仅有能量交换。c.孤立系统（Isolatedsystem）系统和环境之间既无物质交换又无能量交换。

二、热力学平衡状态equilibriumstateofthermodynamics如果处在一定环境条件下的系统,其所有的性质均不随时间而变化;而且当此系统与环境隔离后,也不会引起系统任何性质的变化,则称该系统处于热力学平衡状态.

处于热力学平衡的系统必须同时满足下平衡：热平衡热力学平衡力平衡相平衡物质平衡化学平衡

（1）热平衡（thermalequilibrium):如果没有绝热壁存在，系统内各部分之间以及系统与环境之间没有温度的差别。（2）力平衡（mechanicalequilibrium)如果没有刚性壁存在，系统各部分之间，系统与环境之间没有不平衡的力存在。

（3）相平衡（phaseequilibrium)若在一个多相系统中，各相的组成及数量均不随时间而变化，则称该系统处于相平衡。（4）化学平衡（chemicalequilibrium)若系统中各物质之间存在化学反应，当系统组成不随时间而变化时，系统处于化学平衡。

三、系统的性质广度性质（容量性质）：它的数值与系统的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性。强度性质（广延性质）：它的数值取决于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。

四、状态与状态函数1、状态：系统各种宏观性质的综合表现。2、状态函数：描述系统状态的系统的各宏观性质（如温度、压力、体积等）称为系统的热力学性质，又称为状态函数。状态=f(热力学性质)

3、状态函数的性质：a.状态函数是状态的单值函数;b.当系统由一个状态变化到另一个状态时，状态函数的增量只取决于系统的初、末态，而与具体变化的路径无关。c.状态函数的增量可用全微分表示；d.状态函数的环路积分为零。

五、过程（process)1.恒温过程（isothermalprocess)在变化过程中，系统的始态温度与终态温度相同，并等于环境温度。2.恒压过程（isobaricprocess)在变化过程中，系统的始态压力与终态压力相同，并等于环境压力。3.恒容过程（isochoricprocess)在变化过程中，系统的容积始终保持不变。

4.绝热过程（adiabaticprocess)在变化过程中，系统与环境不发生热的传递。(对那些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，系统与环境来不及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理)5.循环过程（cyclicprocess)系统从始态出发，经过一系列变化后又回到了始态的变化过程。在这个过程中，所有状态函数的变量等于零。6.恒温恒压7.恒温恒容

六、热(Q)1.定义:系统和环境之间由于分子运动强度不同而交换(传递)的能量。显热潜热2.热的本质：是系统内部粒子无序运动映。3.热与过程有关，不是状态函数。4.符号：系统吸热为正(+)，系统放热为负(-)。

七、功（W）1.定义：除热之外，在系统与环境之间以一切其它方式传递的能量。机械功（体积功）；表面功；电功2.功的微观本质：系统以有序方式传递的能量3.功与过程有关，不是状态函数4.符号：系统做功为负（-），环境做功为正（+）

5.体积功（膨胀功）：当系统的体积变化时，系统反抗环境压力所作的功。P外讨论a.恒外压b.向真空c.恒容V

1-3热力学第一定律---能量转化与守恒定律一、焦耳实验

焦耳（Joule）和迈耶(Mayer)自1840年起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转