經(jīng)典熱力學(xué)概要ppt課件(已修改)
2025-01-29 09:35 本頁面
【正文】 第一章第一章 經(jīng)典熱力學(xué)概要經(jīng)典熱力學(xué)概要 體系及其 熱力學(xué) 宏觀描述 熱力學(xué)基本定律 體系的狀態(tài)方程與熱力學(xué)方程相變與化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)方程 平衡態(tài)轉(zhuǎn)變的判據(jù) —— 熱力學(xué)不等式 123451體系及其熱力學(xué)宏觀描述體系及其熱力學(xué)宏觀描述 熱力學(xué)的研究對(duì)象熱力學(xué)的研究對(duì)象 ———— 多體相對(duì)運(yùn)動(dòng)體系多體相對(duì)運(yùn)動(dòng)體系 自然界是由即可相互區(qū)分，又有相互聯(lián)系的部分構(gòu)成的一個(gè)整體。除了哲學(xué)、宗教和宇宙學(xué)探討宇宙整體的問題以外，所有自然科學(xué)都是對(duì)自然界整體中的部分進(jìn)行研究。 熱力學(xué)的研究對(duì)象是由許多部分構(gòu)成的一個(gè)有限整體 ，仍然是自然界的一部分，被稱為 體系 或系統(tǒng)。除了體系以外的部分稱為 環(huán)境 。 孤立體系：與環(huán)境之間沒有物質(zhì)交換，也沒有能量交換； 封閉體系：與環(huán)境之間沒有物質(zhì)交換，但有能量交換； 敞開體系：與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，也有能量交換。 熱力學(xué)從 能量轉(zhuǎn)化 的角度研究體系與環(huán)境的相互作用及 體系整體 的變化規(guī)律。熱力學(xué)不研究體系與環(huán)境之間有物質(zhì)交換的問題，也不研究體系內(nèi)部有質(zhì)能轉(zhuǎn)化（如核反應(yīng)）的情況，因此，熱力學(xué)問題中質(zhì)量是守恒的。 從能量的角度看，體系與環(huán)境的相互作用有換 熱 和做 功 兩種形式。12 熱力學(xué)從宏觀整體上研究體系內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng) —— 熱運(yùn)動(dòng) 變化的規(guī)律，體系的狀態(tài)是全局性的描述。因此，描述體系狀態(tài)的參量都是定義在體系整體范圍上的，在不同部分之間沒有差別。這些狀態(tài)參量有： 體積 、 壓力 、 溫度、 濃度 等。 這些狀態(tài)參量分為兩類： 廣延參量 、 強(qiáng)度參量 。 廣延參量：其值大小與體系中物質(zhì)量的多少成正比。 強(qiáng)度參量：其值大小與體系中物質(zhì)量的多少無關(guān)。 當(dāng)體系的所有 強(qiáng)度參量處處相等 時(shí)，體系的狀態(tài)也就 不再隨時(shí)間變化 了。這時(shí)體系內(nèi)部達(dá)到了高度的對(duì)稱性，處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。 能量函數(shù)的梯度就是力。 熱力學(xué)平衡態(tài)：機(jī)械平衡（處處壓力相等），熱平衡（處處溫度相等），化學(xué)平衡（處處化學(xué)位相等）等同時(shí)達(dá)到。 經(jīng)典熱力學(xué)所討論的體系狀態(tài)都是平衡態(tài)。 體系的熱力學(xué)狀態(tài)與狀態(tài)參量體系的熱力學(xué)狀態(tài)與狀態(tài)參量 13因此，又把 稱為 “熱函 ”，意為 “表示熱量變化的函數(shù) ”。 即 對(duì)于不作 非 體積功的等壓可逆過程，有 ：是體系與環(huán)境之間的相互作用能，即體系排斥環(huán)境所作的功。 ：內(nèi)能，是指體系內(nèi)部所含的總能量，不包括體系作為一個(gè)整體的動(dòng)能和勢(shì)能。能量存在于相對(duì)運(yùn)動(dòng)之中，屬于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體所共有。內(nèi)能是體系內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)的總能量，不包含體系與環(huán)境之間的相互作用能和它相對(duì)于環(huán)境運(yùn)動(dòng)的能量。 體系的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)體系的熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù) ★1 狀態(tài)函數(shù)：又稱為熱力學(xué)函數(shù)，是與體系狀態(tài)相聯(lián)系的隱含熱力學(xué)量，如內(nèi)能、焓、熵等。 ：焓，是指與體系熱運(yùn)動(dòng)相關(guān)的總能量。 這里用到了熱力學(xué)第一定律4 ：是體系內(nèi)部的相互作用能，也可以說是維持體系內(nèi)部動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)所需要的能量，或儲(chǔ)存于體系動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)中的能量。 ： 熵，是反映體系內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的參數(shù)。 ：溫度，反映了體系中熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。
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