物理化学电子教案第二章
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体系（System） 在科学研究时必须先确定
研究对象，把一部分物质与其 余分开，这种分离可以是实际 的，也可以是想象的。这种被 划定的研究对象称为体系，亦 称为物系或系统。 环境（surroundings）
与体系密切相关、有相互 作用或影响所能及的部分称为 环境。
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2020/12/22
热力学方法 •研究对象是大数量分子的集合体，研究内容是该 集合体的宏观性质，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。
•可以判断变化能否发生以及进行到什么程度， 但不考虑变化பைடு நூலகம்需要的时间。
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。
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2020/12/22
第二章 热力学第一定律及其应用
1.9 赫斯定律 1.10 几种热效应 1.11 反应热与温度的关系——基尔霍夫定律 1.12 绝热反应——非等温反应 *1.13 热力学第一定律的微观说明
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§2.1 热力学概论
1.热力学的研究对象 2.热力学的方法和局限性
三式联立，得 (A)(B)(C)
这表明：当两个或两个以上的系统处于热平衡时，这些 系统的这种性质具有相同的数值。我们把这种性质称为 温度。实际应用时以 T 表示。
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3 温度
温度的科学定义是由热力学第零定律导出的。即当 两个系统相互接触达到平衡后，它们的性质不再变化， 它们就有共同的温度。
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2020/12/22
1 热平衡
中间隔有导热壁的两个平衡系统，相互之间产生影 响后将建立新的平衡，这种平衡称为热平衡。与热平衡 相关的各系统的状态函数也自动调整为新的数值后不再 变化。
系统A和B通过导热壁（或直接）接触时，彼此互不 做功，这种接触只能通过热交换而相互影响，因此这种 接触也称为热接触。
（2）体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类： （1）敞开体系（open system）
体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
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§2.3 热力学的一些基本概念
(1) 体系与环境 (2) 体系的分类 (3) 体系的性质 (4) 热力学平衡态 (5) 状态函数 (6) 状态方程 (7) 过程和途径 (8) 热和功
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（1）体系与环境
当把两个已达成平衡的系统A和B放在一起时，它们 的状态是否会受到彼此间的互相干扰，则决定于两个系 统的接触情况。如果隔开它们之间的界壁是理想的刚性 厚石棉板，则它们的状态将彼此不受干扰，各自系统的 状态函数也不发生变化。这样的界壁称为绝热壁。如果 用薄的金属板隔开，则它们的状态将受到干扰，各自系 统的状态函数也会发生变化。这样的界壁称为导热壁。
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(a)
(b)
单线表示导热壁 双线表示绝热壁 (a)A,B分别与C处于热平衡 (b)A,B再相互处于热平衡 图2.1 热力学第零定律
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2 热力学第零定律
前述实验表明： 如果两个系统分别和处于确定状态的第三个系统达 到热平衡，则这两个系统彼此也将处于热平衡。这个热 平衡规律就称为热力学第零定律。 热力学第零定律可以理解为：如果A与B处于热平 衡，B与C处于热平衡，则A与C也必处于热平衡。 热力学第零定律是大量实验事实总结出来的，不是 由定义、定理导出的，也不是由逻辑推理导出的。
物理化学电子教案—第二章
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第二章 热力学第一定律及其应用
1.1 热力学概论 1.2 热力学第一定律 1.3 准静态过程与可逆过程 1.4 焓 1.5 热容 1.6 热力学第一定律对理想气体的应用
1.7 实际气体 1.8 热化学 ↓
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2020/12/22
1. 热力学的研究对象
•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； •研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的 能量效应； •研究化学变化的方向和限度。
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2. 热力学的方法和局限性
热力学第零定律定律的实质是指出温度这个状态函 数的存在，不但给出了温度这个概念，而且给出了温度 的比较方法。在比较各个物体的温度时，不需要将各物 体直接接触，只需要将一个作为标准的第三系统分别与 各物体相接触，达到热平衡。这个作为第三系统的标准 就是温度计。后面的问题是如何选择第三物种，如何利 用第三物种的性质变化来衡量温度的高低，以及如何定 出刻度等。换言之，就是选择温标的问题。
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2 热力学第零定律
设想把A和B用绝热壁 隔开，而A和B又同时通过 导热壁与C接触，见图(a), 此时A和B分别与C建立了 热平衡。
然后在A和B之间换成 导热壁， A，B与C之间换 成绝热壁，见图(b)，但这 时再观察不到A，B的状态 发生任何变化，这表明A和 B已经处于热平衡状态。
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§2.2 热平衡和热力学第零定律
1 热平衡 2 热力学第零定律 3 温度
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1 热平衡
一个不受外界干扰的系统，最终会达到平衡状态。 达到平衡状态以后，宏观上不再发生变化，并且可以用 表示状态的状态参数来表示它。状态参数也称作状态函 数。
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3 温度
处于热平衡的A和B两个系统的状态分别以φA和φB 表示，若用θ表示与热平衡相关的性质，则可写出
f(A ,B ) (A ) (B ) 0
同理，对处于热平衡的B和C两个系统及A和C两个系统
f(B ,C )(B )(C ) 0 f(A ,C )(A )(C ) 0
研究对象，把一部分物质与其 余分开，这种分离可以是实际 的，也可以是想象的。这种被 划定的研究对象称为体系，亦 称为物系或系统。 环境（surroundings）
与体系密切相关、有相互 作用或影响所能及的部分称为 环境。
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热力学方法 •研究对象是大数量分子的集合体，研究内容是该 集合体的宏观性质，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。
•可以判断变化能否发生以及进行到什么程度， 但不考虑变化பைடு நூலகம்需要的时间。
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第二章 热力学第一定律及其应用
1.9 赫斯定律 1.10 几种热效应 1.11 反应热与温度的关系——基尔霍夫定律 1.12 绝热反应——非等温反应 *1.13 热力学第一定律的微观说明
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§2.1 热力学概论
1.热力学的研究对象 2.热力学的方法和局限性
三式联立，得 (A)(B)(C)
这表明：当两个或两个以上的系统处于热平衡时，这些 系统的这种性质具有相同的数值。我们把这种性质称为 温度。实际应用时以 T 表示。
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3 温度
温度的科学定义是由热力学第零定律导出的。即当 两个系统相互接触达到平衡后，它们的性质不再变化， 它们就有共同的温度。
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1 热平衡
中间隔有导热壁的两个平衡系统，相互之间产生影 响后将建立新的平衡，这种平衡称为热平衡。与热平衡 相关的各系统的状态函数也自动调整为新的数值后不再 变化。
系统A和B通过导热壁（或直接）接触时，彼此互不 做功，这种接触只能通过热交换而相互影响，因此这种 接触也称为热接触。
（2）体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类： （1）敞开体系（open system）
体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
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§2.3 热力学的一些基本概念
(1) 体系与环境 (2) 体系的分类 (3) 体系的性质 (4) 热力学平衡态 (5) 状态函数 (6) 状态方程 (7) 过程和途径 (8) 热和功
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（1）体系与环境
当把两个已达成平衡的系统A和B放在一起时，它们 的状态是否会受到彼此间的互相干扰，则决定于两个系 统的接触情况。如果隔开它们之间的界壁是理想的刚性 厚石棉板，则它们的状态将彼此不受干扰，各自系统的 状态函数也不发生变化。这样的界壁称为绝热壁。如果 用薄的金属板隔开，则它们的状态将受到干扰，各自系 统的状态函数也会发生变化。这样的界壁称为导热壁。
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(a)
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单线表示导热壁 双线表示绝热壁 (a)A,B分别与C处于热平衡 (b)A,B再相互处于热平衡 图2.1 热力学第零定律
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2 热力学第零定律
前述实验表明： 如果两个系统分别和处于确定状态的第三个系统达 到热平衡，则这两个系统彼此也将处于热平衡。这个热 平衡规律就称为热力学第零定律。 热力学第零定律可以理解为：如果A与B处于热平 衡，B与C处于热平衡，则A与C也必处于热平衡。 热力学第零定律是大量实验事实总结出来的，不是 由定义、定理导出的，也不是由逻辑推理导出的。
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第二章 热力学第一定律及其应用
1.1 热力学概论 1.2 热力学第一定律 1.3 准静态过程与可逆过程 1.4 焓 1.5 热容 1.6 热力学第一定律对理想气体的应用
1.7 实际气体 1.8 热化学 ↓
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•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； •研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的 能量效应； •研究化学变化的方向和限度。
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2. 热力学的方法和局限性
热力学第零定律定律的实质是指出温度这个状态函 数的存在，不但给出了温度这个概念，而且给出了温度 的比较方法。在比较各个物体的温度时，不需要将各物 体直接接触，只需要将一个作为标准的第三系统分别与 各物体相接触，达到热平衡。这个作为第三系统的标准 就是温度计。后面的问题是如何选择第三物种，如何利 用第三物种的性质变化来衡量温度的高低，以及如何定 出刻度等。换言之，就是选择温标的问题。
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2 热力学第零定律
设想把A和B用绝热壁 隔开，而A和B又同时通过 导热壁与C接触，见图(a), 此时A和B分别与C建立了 热平衡。
然后在A和B之间换成 导热壁， A，B与C之间换 成绝热壁，见图(b)，但这 时再观察不到A，B的状态 发生任何变化，这表明A和 B已经处于热平衡状态。
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§2.2 热平衡和热力学第零定律
1 热平衡 2 热力学第零定律 3 温度
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1 热平衡
一个不受外界干扰的系统，最终会达到平衡状态。 达到平衡状态以后，宏观上不再发生变化，并且可以用 表示状态的状态参数来表示它。状态参数也称作状态函 数。
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3 温度
处于热平衡的A和B两个系统的状态分别以φA和φB 表示，若用θ表示与热平衡相关的性质，则可写出
f(A ,B ) (A ) (B ) 0
同理，对处于热平衡的B和C两个系统及A和C两个系统
f(B ,C )(B )(C ) 0 f(A ,C )(A )(C ) 0