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1热力学基本定律-华中师大《物理化学》电子教案.ppt

发布:2017-09-26约字共173页下载文档
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第一章 第一章 §1.1 系统与环境 系统的性质(macroscopic roperties) 强度性质 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T、p等。 摩尔性质 (强度性质) 如 Vm、Um、 Sm 、 Cm等。 热力学平衡态 (equilibrium state) 当系统的性质不随时间而改变,则系统就处于热力学平衡态,它包括下列几个平衡: 热平衡 (系统内如果不存在绝热壁,则各处温度相等) 力学平衡 (系统内如果不存在刚性壁,各处压力相等) 相平衡 (多相共存时,各相的组成和数量不随时间而改变) ﹡相与聚集态 化学平衡 (反应体系中各物的数量不再随时间而改变。) 总之处于平衡态的系统中不存在宏观量的流。 相与聚集态 系统中物理性质和化学性质完全均匀(指在分子水平上均匀混合的状态)的部分称为相(phase)。 相与聚集态是不同的概念, 固态可以是不同的相, 石墨与金刚石都是固态碳, 但它们是不同的相。 根据系统中包含相的 数目将系统分为: 单相系统(均相系统) 多相系统(非均相系统)。 稳态 (steady state) 或定态 我们把这种非平衡态中,虽然有宏观量的流,但系统中各点的宏观性质不随时间变化的状态叫做稳态或定态。 状态函数 (state function) 系统性质 状态参量 状态函数 如: n、 V、U、 H、S 、G 、F 、C 、 T、p (状态方程) V = f 1(U,H,T,p,n) U = f 2(V,H,T,p,n) 状态函数 (state function) 对于没有化学反应的单相纯物质封闭系统, Z = f (T,p,n)  函数可以简化成 Z = f (T,p ) 例如: U = f1(p,V) , S = f2(T,V) V = f3(p,T) , G = f3(p,T) 理想气体的状态方程可表示为: pV = nRT 状态函数Z具有全微分的性质: 当系统状态发生微小变化时 dZ= dT + dp 及 = 0 状态1 (Z1,T1,p1) ----状态2 (Z2,T2,p2) : ΔZ =Z2 - Z1= 。 状态函数的改变值只取决于系统的初、终态而与变化所经历的细节无关。 过程(proces)与途径(path) 循环过程 初态与终态是同一状态的过程 绝热过程 系统与环境间不存在热量传递的过程 等温过程 初、终态温度相同且等于环境温度的过程 等容过程 系统体积不变的过程 等压过程 初、终态压力与环境压力都相同的过程 恒外压过程环境压力恒定且不等于初态压力的过程 准静态过程有限时间内系统状态变化无穷小的过程 可逆过程 不存在耗散的准静态过程 化学变化过程 相变过程 简单状态变化过程 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 过程(proces)与途径(path) 反应进度(extent of reaction) 反应进度 反应进度的单位是摩尔,当反应进度改变值Δ =1 mol时,各物质物质的量的改变值分别等于相应物质的计量系数。此时,我们称该化学反应按指定的反应方程式发生了单位反应。 热力学过程性质的改变值(ΔZ) ① 聚集状态的变化(相变):α→β , = Z (β) - Z (α) 例如 ② 化学反应过程:在”Δ” 后加下标”r”(也可用下标”f ”表示化合物由元素生成的反应;”c”表示燃烧反应等) 例如 ③ 发生单位反应时性质
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