【正文】 上所示，一個帶有活塞貯有一定量氣體的氣缸，截面積為 A；環(huán)境壓力為 psu。W的取號： 環(huán)境對體系作功 ， W0； 體系對環(huán)境作功 ， W0 。 物 理 化 學 物 理 化 學 例如在 100kPa下 ，將液態(tài)水 H2O（ l） 冷卻至 － 5℃ ， 系統(tǒng)的熱力學平衡態(tài)應是固態(tài)冰 H2O（s） ； 又如在 400℃ 、 28MPa下 N2（ g） 與 H2（ g） 混合物的熱力學平衡態(tài)應是在該溫度 、 壓力下處于化學平衡狀態(tài)的N2（ g） 、 H2（ g） 、 NH3（ g） 的氣體混合物 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 化學平衡：系統(tǒng)的組成不隨時間而變化 ， 即宏觀上系統(tǒng)內的化學反應已停止進行 。 當系統(tǒng)處于相平衡時 ， 從宏觀上看 ， 沒有物質從一相往另一相的遷移 。 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 力平衡：系統(tǒng)各部分之間及系統(tǒng)與環(huán)境之間 ， 沒有不平衡的力存在。 若系統(tǒng)不是絕熱的 ， 系統(tǒng)的溫度應等于環(huán)境的溫度 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 如果系統(tǒng)的各性質不隨時間而改變 ， 則系統(tǒng)就處于熱力學的平衡狀態(tài) 。 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 相變化過程 系統(tǒng)中物質的組成不變而聚集狀態(tài)發(fā)生轉變的過程稱為相變過程?；蛘哒f始態(tài)就是終態(tài)。 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 物 理 化 學 這是因為：狀態(tài)一定時 ， 狀態(tài)函數(shù)就有相應的一個確定數(shù)值 ， 既然不同過程的始態(tài)與終態(tài)相同 ， 狀態(tài)函數(shù)的增量就有一定的數(shù)值 ， 不隨具體途徑的不同而改變 。 有時將途徑中的每一步驟亦稱為過程 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 當系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時 ， 我們就說該系統(tǒng)進行了一個過程 ， 實現(xiàn)這一過程的具體步驟稱為途徑 。 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 狀態(tài)函數(shù)分類 按照系統(tǒng)的宏觀性質不同可將狀態(tài)函數(shù)分為： （ 2）強度性質 此種性質不具有加和性，其數(shù)值取決于系統(tǒng)自身的特性，與物質的數(shù)量無關（或者說將系統(tǒng)人為地化為若干部分，對各部分來說某一性質仍保持系統(tǒng)原來的數(shù)值，這一性質稱為強度性質）。此種性質在一定條件下具有加和性，即整個系統(tǒng)的某種廣度性質是系統(tǒng)中各部分該種性質的總和。 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 pn RTV /? RTpM /?? 熱力學基本概念 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 換句話說，在同一狀態(tài)下，狀態(tài)函數(shù)的任意組合或運算仍為狀態(tài)函數(shù)。常以符號 “ Δ ”表示狀態(tài)函數(shù)在系統(tǒng)發(fā)生一個過程后的改變量。反之，狀態(tài)函數(shù)一定時，那么系統(tǒng)的狀態(tài)也就確定了。所謂平衡態(tài)應是在一定條件下系統(tǒng)的各種性質均不隨時間的推移而變化的狀態(tài)。如果系統(tǒng)中某個性質發(fā)生了改變，系統(tǒng)的狀態(tài)也就發(fā)生了變化。描述一個系統(tǒng)必須確定它的一系列性質，如溫度 T、壓力 P、體積 V、體積質量（即密度） 、恒壓熱容 Cp，以及本章與下一章要引入的內能 U、焓 H、熵 S等等，這些的總和規(guī)定了該系統(tǒng)的狀態(tài)。 物 理 化 學 有時把封閉體系和體系影響所及的環(huán)境一起作為孤立體系來考慮。 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 根據(jù)體系與環(huán)境之間的關系，把體系分為三類： ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 環(huán)境（ surroundings） 與體系密切相關 、 有相互作用或影響所能及的部分稱為環(huán)境 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 體系（ System） 在科學研究時必須先確定研究對象 ， 把一部分物質與其余分開 ， 這種分離可以是實際的 ， 也可以是想象的 。 1 2 3 熱力學的特點 熱力學的優(yōu)點 熱力學的局限性 第 2章 熱力學第一定律及應用 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 2022/8/22 用熱力學方法研究問題，只需要知道研究對象的始態(tài)和終態(tài)以及過程進行的外界條件，就可以做相應的計算，它不需要知道物質的微觀結構和過程進行的細節(jié)，應用上比較方便。 （ 2）熱力學不考慮物質的內部結構，也不管反應進行的機理。 物 理 化 學 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 2022/8/22 （ 1）熱力學研究的對象是大量粒子的集合體，所得的結論具有統(tǒng)計性質，而不適用于個別分子，原子或離子。 物 理 化 學 2022/8/22 不知道反應的機理、速率和微觀性質，只講可能性，不講現(xiàn)實性。 物 理 化 學 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 物 理 化 學 根據(jù)體系與環(huán)境之間的關系，把體系分為三類： ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 根據(jù)體系與環(huán)境之間的關系，把體系分為三類： （ 3）孤立體系（ isolated system） 體系與環(huán)境之間 既無物質交換 ，又無能量交換 ，故又稱為 隔離體系 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 根據(jù)體系與環(huán)境之間的關系，把體系分為三類： ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 2022/8/22 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 某一熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質和化學性質的綜合表現(xiàn)。2022/8/22 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 當這些性質都有確定的數(shù)值時，就表明該系統(tǒng)處于一定的狀態(tài)。因為只有在平衡態(tài)下，系統(tǒng)的性質才能確定。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 狀態(tài)函數(shù)的特點 （ 1） 狀態(tài)函數(shù)與狀態(tài)是一對應的關系，只要系統(tǒng)的狀態(tài)確定，所有的狀態(tài)函數(shù)都有確定的數(shù)值。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 狀態(tài)函數(shù)的特點 （ 2）系統(tǒng)由某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)，其狀態(tài)函數(shù)的變化只取決于始態(tài)和終態(tài)，而與變化的途徑無關。2022/8/22 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 狀態(tài)函數(shù)的特點 （ 3）任何狀態(tài)函數(shù)都是其它狀態(tài)函數(shù)的函數(shù)。例如， ΔT = T2 － T1 ， ΔT 就不是新的狀態(tài)函數(shù)。顯然，在經(jīng)歷循環(huán)過程以后，系統(tǒng)所有狀態(tài)都應恢復到原來數(shù)值，即各個狀態(tài)函數(shù)的變化值都等于零。廣度性質表現(xiàn)系統(tǒng)的 “ 量 ” 的特征，例如系統(tǒng)的質量、體積、內能等。 物 理 化 學 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 物 理 化 學 過程和途徑一般不必嚴格區(qū)分 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 過程開始的狀態(tài)稱為始態(tài) （ 初態(tài) ）， 最后的狀態(tài)稱為終態(tài) （ 末態(tài) ） ，常用下標 “ 1”和 “ 2”分別表示始態(tài)和終態(tài) ， 從一個狀態(tài)到另一狀態(tài)的變化過程 ， 可以經(jīng)過不同的途徑 ，但其狀態(tài)函數(shù)的改變量卻是相同的。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 過程分類 （ 三類 ） ： 單純 PVT型變化過程 （ 系統(tǒng)的化學組成 、 聚集狀態(tài)不變 ） 相變化過程 化學變化過程 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 等溫過程 — 系統(tǒng)的溫度始終恒定不變，且等于環(huán)境的溫度 （ T2 = T1=T） 。 循環(huán)過程 — 系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化，又恢復到始態(tài)。 物 理 化 學 ?上一內容 ?回主目錄 ?返回 ?下一內容 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 熱平衡：系統(tǒng)的各個部分溫度相等 。 物 理 化 學 如果兩個均勻系統(tǒng)被一個固定的器壁隔開 ， 即使雙方壓力不等 ， 也能保持力平衡 ， 此時不必再考慮力平衡條件 。 如一定溫度下的飽和液體與飽和蒸氣共存的系統(tǒng)。 物 理 化 學 2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 說明 ： 系統(tǒng)的平衡態(tài)一般應是熱力學上的平衡態(tài) ， 即在系統(tǒng)的溫度和壓力下它最可能穩(wěn)定的狀態(tài) 。2022/8/22 熱力學基本概念 2 1 3 4 3. 5 6 系統(tǒng)與環(huán)境 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù) 過程與途徑 熱力學平衡 熱和功 熱力學能 1. 熱 2. 功