【正文】 V,m和 Cp,m近似為常數(shù)，則有 QV = ?VU = nCV,m(T2T1) (n， CV,m恒定 ) QP = ?PH = nCP,m(T2T1) (n， Cp,m恒定 ) 注：相變化和化學(xué)變化過(guò)程熱的計(jì)算后詳述 167。 無(wú)相變化和化學(xué)反應(yīng)時(shí)，一定量的物質(zhì)溫度升高 1K所吸收的熱量稱為該物質(zhì)的熱容。 QV和 QP的抽象了解自然科學(xué)研究的一般方法 狀態(tài)函數(shù)法 的基本思想 (Q計(jì)算的方法）． Q,W,U,H四個(gè)函數(shù)的基本性質(zhì)； 特別關(guān)注 3. W的計(jì)算應(yīng)注意對(duì) 過(guò)程特征 的理解（ key!)． 下次課內(nèi)容提要 QV和 QＰ 所需的基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù) －－ CV,m， CP,m， ΔH(相變 )。,( ?恒容封閉系統(tǒng) QV＝ ΔU和 QP ＝ ΔH兩式的意義 (key!)。 即 Qp1,=Qp,2+Qp,3 －－蓋斯定律 ? 狀態(tài)函數(shù)法是計(jì)算 Q的唯一途徑！ (后詳述 ) 11,p HQ ??22,p2 HQ )g(CO)g(O21)s(C( 2 ) ????已知：33,p22 HQ )g(CO)g(O21)g(CO( 3 ) ????小結(jié) 主要概念 系統(tǒng)與環(huán)境，廣延性質(zhì)與強(qiáng)度性質(zhì)，狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)，各種熱力學(xué)過(guò)程，功，熱，熱力學(xué)能,恒容熱，恒壓熱，焓 基本公式 ??? dVp)(W a m b體?Ｕ =Ｑ＋Ｗ QV=ΔU )0W39。 的意義HQUQ pv ???? ,? ΔU和 ΔH是狀態(tài)函數(shù)的改變量，與變化的路徑無(wú)關(guān)，利用上述二式，可以用狀態(tài)函數(shù)法來(lái)計(jì)算 Qv和 Qp 。 恒容熱（ QV)、恒壓熱 (QP)與焓 (H) Constant volume heat, Constant pressure heat and enthalpy 第一定律的任務(wù)： 計(jì)算系統(tǒng)與環(huán)境交換的能量 Ｗ 和 Ｑ 研究 QV與 QP的意義 ： Ｗ有定義式可求，而Ｑ無(wú)定義式（且與過(guò)程有關(guān)） .通常由實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定．但實(shí)際過(guò)程千變?nèi)f化，不可能都由實(shí)驗(yàn)測(cè)定． 科學(xué)方法 : 客觀實(shí)踐 模 型 理論規(guī)律 ?? ?? 科學(xué)抽象 ?? ?? 演　　繹Ｑ的計(jì)算 : 客觀實(shí)踐 間歇生產(chǎn)? )Q( V恒容抽象? ??)Q( P恒壓連續(xù)生產(chǎn) 抽象? ????PV 和計(jì)算用狀態(tài)函數(shù)法167。 對(duì)隔離系統(tǒng) ： 4 熱力學(xué)第一定律 （ The first Law of Thermodynamics） 對(duì)封閉系統(tǒng) ： ?Ｕ =Ｑ＋Ｗ ? ??? ,a m b WdVpQ或 dU=?Q +?W ,a m b WdVpQ ?? ???0U 0, W0Q ?????封閉系統(tǒng) ΔU＝ 0時(shí)， Q＝ W，有相同量值的 Q與 W相互轉(zhuǎn)換 。39。39。39。 。） 在基礎(chǔ)熱力學(xué)中，一般只考慮體積功，即 W’ =0 對(duì)微小變化 dVpW a m b??? 式中加 “ － ” ，why? ??? dVpW a m b對(duì)宏觀變化 2P1 VV a m b?? ??功的計(jì)算分析 ： (1)恒外壓過(guò)程 (pamb恒定 ): VpW a m b ??? )( 恒壓過(guò)程：2 3 恒容過(guò)程：）（:p 4 a m b ）＝向真空膨脹（）（ 0：可逆過(guò)程）（ )dppp( a m b ??5 ? ??? d p ) d V(p W r??? p d V??? dVpW a m bVp W ?＝－0 W＝0 W＝等溫變化：理想氣體可逆 dVVn R TW 21VVr ???Key: W是過(guò)程函數(shù)，其值與變化過(guò)程有關(guān)，注意 掌握各類變化過(guò)程的特征 ，由Ｗ的定義式分析計(jì)算． 12VVlnn R T??2 熱（ heat） Q , d Q ,w h y ?? 不能寫成 熱 是系統(tǒng)與環(huán)境間因內(nèi)部 粒子無(wú)序運(yùn)動(dòng) 而交換的能量，符號(hào) Q． (2)Q的正負(fù)號(hào)規(guī)定： 00??系統(tǒng)放熱：　系統(tǒng)吸熱：， 熱 的絕 對(duì)值相等，符號(hào)相反。 非體積功（符號(hào) W’ ， 指除了體積功之外的其它功。主要針對(duì)下述三類變化： ?（ 1）單純 pVT變化 ?（ 2）相變化 ?（ 3）化學(xué)變化 ?系統(tǒng)與外界交換的能量的形式： －－－－ 功和熱 (work) W , d W ,w h y ?? 不能寫成 功是系統(tǒng)與環(huán)境間因內(nèi)部 粒子有序運(yùn)動(dòng) 而交換的能量，符號(hào)Ｗ ． (2)Ｗ的正負(fù)號(hào)規(guī)定： 00??WW系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功：　　環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功：，功的絕 對(duì)值相等，符號(hào)相反。 系統(tǒng)處于平衡態(tài)應(yīng)滿足： 167。 相平衡： T、 P及各相組成相等，化學(xué)勢(shì)相等（后述）。 熱平衡：若系統(tǒng)內(nèi)無(wú)隔熱壁，處處溫度相等。 （ thermodynamics equilibrium） 若斷絕系統(tǒng)與環(huán)境間的聯(lián)系后，系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)不隨時(shí)間而變化，就稱系統(tǒng)處于 熱力學(xué)平衡態(tài) 。 研究可逆過(guò)程的意義 ? 1. 某些實(shí)際過(guò)程可近似當(dāng)做可逆過(guò)程處理 ? 2. 為提高實(shí)際過(guò)程的效率提供了參考依據(jù) ? 3. 實(shí)際過(guò)程的限度－－平衡，可用可逆過(guò)程來(lái)描述。 可逆過(guò)程是在無(wú)限接近平衡條件下進(jìn)行的過(guò)程，即： Te=T?dT， pe=p ? dp；可逆過(guò)程是一種 理想化 的過(guò)程。 循環(huán)過(guò)程 ：經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過(guò)程。 恒壓過(guò)程 ： 變化過(guò)程中始終 p(系 ) = p(環(huán) ) = 常數(shù)。 (thermodynamics processes)： 絕熱過(guò)程 ： 系統(tǒng)與環(huán)境間無(wú)熱交換的過(guò)程 。這就是熱力學(xué)研究的去計(jì)算們可以另設(shè)合理途徑又無(wú)法計(jì)算時(shí)，我，其為因此，當(dāng)實(shí)際變化途徑XBXA?? 若系統(tǒng)由同一始態(tài)分別經(jīng) A、 B不同途徑到達(dá)相同終態(tài)，即： 恒溫過(guò)程 ： 變化過(guò)程中始終有 Ｔ (系 ) = T(環(huán) ) = 常數(shù)。 狀態(tài)函數(shù)法 根據(jù)狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)， 狀態(tài)函數(shù) X的改變量 ΔX 1X 2X? ?? A? ?? BBXXXX??????A12X與變化途徑無(wú)關(guān)，即：的方法。如 U、 H、 p、 V、 T等。與之對(duì)應(yīng)，還有 途徑函數(shù) （或過(guò)程函數(shù)）。 在系統(tǒng)化學(xué)組成不變的情況下，我們可通過(guò)給定兩個(gè) 強(qiáng)度性質(zhì) 的值而使其它強(qiáng)度性質(zhì)的值都固定下來(lái)，從而確定了系統(tǒng)的一個(gè) 狀態(tài) 。 廣度性質(zhì) ： 系統(tǒng)分割成若干部分時(shí)具有加和關(guān)系的性質(zhì)。 (the property of system) 描述熱力學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)分為： 兩者的關(guān)系 ： 廣度性質(zhì)的摩爾量是強(qiáng)度性質(zhì)，如摩爾體積 Ｖ m等。 隔離系統(tǒng) (isolated system)： 與環(huán)境間既沒(méi)有物質(zhì)交換，又沒(méi)有能量交換的系統(tǒng)，又稱孤立系統(tǒng)。 封閉、隔離、敞開(kāi)系統(tǒng) 封閉系統(tǒng) (closed system)： 與環(huán)境間有熱、功等能量形式的交換而無(wú)物質(zhì)交換的系統(tǒng)。 系統(tǒng)分為： 封閉系統(tǒng)、敞開(kāi)系統(tǒng)和隔離系統(tǒng)。 熱力學(xué)基本概念 系統(tǒng)與環(huán)境 系統(tǒng)的性質(zhì) 系統(tǒng)的狀態(tài) 過(guò)程與途徑 熱力學(xué)平衡 熱、功與內(nèi)能 系統(tǒng) (system)：我們所研究的那部分物質(zhì)世界； 環(huán)境 (surroundings)：與系統(tǒng)相關(guān)的部分。第二章 熱力學(xué)第一定律 Chapter2 the First Low of Thermodynamics 基本內(nèi)容 熱力學(xué)基本概念與術(shù)語(yǔ) 熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 恒容熱，恒壓熱與焓 熱容與過(guò)程熱的計(jì)算 功的計(jì)算 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 節(jié)流膨脹 基本要求 ? 理解熱力學(xué)概念：平衡態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、可逆過(guò)程、反應(yīng)進(jìn)度、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)； ? 理解熱力學(xué)第一定律的敘述和數(shù)學(xué)表達(dá)式； ? 理解熱力學(xué)能、焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等概念； 掌握下述三類變化過(guò)程的 熱、功、 ?U、 ?H 的計(jì)算（ 1）pVT 變化；（ 2）相變化；（ 3）化學(xué)變化 所需知識(shí)： （ 1）基本公式； （ 2）狀態(tài)方程（理氣）和有關(guān)物性數(shù)據(jù)（摩爾熱容、 相變焓、飽和蒸氣壓等）。 （ 3）主要方法： 狀態(tài)函數(shù)法 167。 系統(tǒng)與環(huán)境間有界面 (假想的或真實(shí)的 )分開(kāi)，可以有 物質(zhì)和能量 的交換