五个小伙伴的故事
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任何过程的自由能变G
热力学标准态下，
等温过程的自由能变的计算G(T)
基本公式
(1) dU TdS pdV 因为 dU Q pdV
dS QR T
代入上式即得。
这是热力学第一与第二定律的联合公式，适用 于组成恒定、不作非膨胀功的封闭系统。
基本公式
(2)焓的定义式。在等压、Wf
0 的条件下，H
G H TS
或 G A pV
G Wf ,max (dT 0, dp 0, 可逆）
小聚会
dU TdS pdV
dH TdS Vdp
dA SdT pdV
适用条件：组成恒定、不 作非体积功的封闭系统的 任何过程。
dG SdT Vdp
从基本公式导出的关系式
(1) dU TdS pdV (2) dH TdS Vdp
(3) dA SdT pdV (4) dG SdT Vdp
从公式(1), (2)导出
T
( U S
)V
( H S
)p
从公式(1), (3)导出
p
(
U V
)S
(
A V
)T
从公式(2), (4)导出
从公式(3), (4)导出
V
( H p
)S
G ( p )T
S
(
A T
)V
( G T
)p
方桌会议
H
U
常用的特征变量为：
G(T, p)
U (S,V )
A(T ,V ) H(S, p)
S(H, p)
谢谢聆听
THANK YOU!
A — B 等温膨胀 B — C 绝热膨胀 C — D 等温压缩 D — A 绝热压缩
A — B 等温膨胀吸热
Q1
M M mol
RT1
ln
V2 V1
诞生之时
Carnot定理指出，在确定温度的两个热源 之间工作的热机当中，不可逆热机的效率总是 小于可逆热机的效率。
I R
Qc Qh 0 Tc Th
可逆循环
Qc Qh 0 Tc Th
不可逆循环
档案簿——S
姓名：熵
小跟班（单位）：J·mol-1 ·K－1
生日：1866年
Dad:克劳修斯（Clausius)
小伙伴（公式）： dS QR T
dS QR
T
绝热可逆 绝热不可逆
档案簿——G
姓名：吉布斯自由能 小跟班（单位）：KJ 生日：1876年 Dad:J.W.Gibbs 性格（适用范围）：等温等压不做 非体积功
五个小伙伴的故事
13制药3班
高静、高昭仪
诞生之时
第零定律——T 第一定律——U——ΔU=Q+W 第二定律——S 第三定律——numerical value
档案簿——U
姓名：热力学能 生日：1840年后
别名：内能
Dad:焦耳（J.P.Joule) and 迈尔(J.R.Mayer) 性格（特点）：U是系统的状态函数
在一循环中，若系统只和高温热源(温度T1)与低温热 源(温度T2)交换热量，这样的循环称卡诺循环.
高温热源 T1 Q1
卡诺热机
A
Q2 低温热源 T2
c
1
T2 T1
－卡诺热机效率
理想气体卡诺循环热机效率的计算
p
T1 wk.baidu.comT2
p1 A Q1
p2
T1 B
p4
A
D
p3
C
Q2 T2
V
o V1 V4
V2 V3
卡诺循环
小伙伴(公式）： G H - TS
档案簿——A
姓名：Helmholz 自由能 小跟班（单位）：KJ Dad:Helmholz 性格（适用范围）：等温等容不做废体积功 小伙伴(公式）：
A U TS
小联谊——吉布斯-赫姆霍兹方程
G = H TS
G(T) = H TS
计算等温等压条件下，
小联谊——化学反应过程的△U和△H
热效应：
对于只做体积功的系统，化学反应的等温反应过程热(Q) 。 化学反应过程是一个复杂过程，伴有状态函数
变化△U、△H，也有过程函数W、Q等。
恒容过程：QV = △U，记为△rU
恒容过程：Qp = △H，记为△rH
熵诞生之初——卡诺循环
1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之 间的理想循环—卡诺循环. 给出了热机效率的理论极限值; 他还提出了著名的卡诺定理.
U是广度性质
U的绝对值未能测定
小伙伴(公式）：ΔU = Q + W
档案簿——H
姓名：焓 小跟班（单位）：KJ/mol 生日：1843年 Dad:焦耳（J.P.Joule) 性格（适用范围）：等压条件不做非体积功
小伙伴(公式）： H ＝ U ＋ pV （焓） ΔH = ΔU + pΔV （焓变）
Q
。
p
H U pV H Qp (dp 0,Wf 0)
(3)Helmholz 自由能定义式。在等温、可逆条件下， 它的降低值等于系统所做的最大功。
A U TS A Wmax (dT 0,可逆）
基本公式
(4) Gibbs 自由能定义式。在等温、等压、可逆条 件下，它的降低值等于系统所做的最大非膨胀功。
TS
G
TS A
H U pV
pV
G H TS
A pV
pV
A U TS
特性函数
对于U，H，S，A，G 等热力学函数，只要其独
立变量选择适当，就可以从一个已知的热力学函数求 得所有其它热力学函数，从而可以把一个热力学系统 的平衡性质完全确定下来。
这个已知函数就称为特性函数，所选择的独立变 量就称为该特性函数的特征变量。
热力学标准态下，
等温过程的自由能变的计算G(T)
基本公式
(1) dU TdS pdV 因为 dU Q pdV
dS QR T
代入上式即得。
这是热力学第一与第二定律的联合公式，适用 于组成恒定、不作非膨胀功的封闭系统。
基本公式
(2)焓的定义式。在等压、Wf
0 的条件下，H
G H TS
或 G A pV
G Wf ,max (dT 0, dp 0, 可逆）
小聚会
dU TdS pdV
dH TdS Vdp
dA SdT pdV
适用条件：组成恒定、不 作非体积功的封闭系统的 任何过程。
dG SdT Vdp
从基本公式导出的关系式
(1) dU TdS pdV (2) dH TdS Vdp
(3) dA SdT pdV (4) dG SdT Vdp
从公式(1), (2)导出
T
( U S
)V
( H S
)p
从公式(1), (3)导出
p
(
U V
)S
(
A V
)T
从公式(2), (4)导出
从公式(3), (4)导出
V
( H p
)S
G ( p )T
S
(
A T
)V
( G T
)p
方桌会议
H
U
常用的特征变量为：
G(T, p)
U (S,V )
A(T ,V ) H(S, p)
S(H, p)
谢谢聆听
THANK YOU!
A — B 等温膨胀 B — C 绝热膨胀 C — D 等温压缩 D — A 绝热压缩
A — B 等温膨胀吸热
Q1
M M mol
RT1
ln
V2 V1
诞生之时
Carnot定理指出，在确定温度的两个热源 之间工作的热机当中，不可逆热机的效率总是 小于可逆热机的效率。
I R
Qc Qh 0 Tc Th
可逆循环
Qc Qh 0 Tc Th
不可逆循环
档案簿——S
姓名：熵
小跟班（单位）：J·mol-1 ·K－1
生日：1866年
Dad:克劳修斯（Clausius)
小伙伴（公式）： dS QR T
dS QR
T
绝热可逆 绝热不可逆
档案簿——G
姓名：吉布斯自由能 小跟班（单位）：KJ 生日：1876年 Dad:J.W.Gibbs 性格（适用范围）：等温等压不做 非体积功
五个小伙伴的故事
13制药3班
高静、高昭仪
诞生之时
第零定律——T 第一定律——U——ΔU=Q+W 第二定律——S 第三定律——numerical value
档案簿——U
姓名：热力学能 生日：1840年后
别名：内能
Dad:焦耳（J.P.Joule) and 迈尔(J.R.Mayer) 性格（特点）：U是系统的状态函数
在一循环中，若系统只和高温热源(温度T1)与低温热 源(温度T2)交换热量，这样的循环称卡诺循环.
高温热源 T1 Q1
卡诺热机
A
Q2 低温热源 T2
c
1
T2 T1
－卡诺热机效率
理想气体卡诺循环热机效率的计算
p
T1 wk.baidu.comT2
p1 A Q1
p2
T1 B
p4
A
D
p3
C
Q2 T2
V
o V1 V4
V2 V3
卡诺循环
小伙伴(公式）： G H - TS
档案簿——A
姓名：Helmholz 自由能 小跟班（单位）：KJ Dad:Helmholz 性格（适用范围）：等温等容不做废体积功 小伙伴(公式）：
A U TS
小联谊——吉布斯-赫姆霍兹方程
G = H TS
G(T) = H TS
计算等温等压条件下，
小联谊——化学反应过程的△U和△H
热效应：
对于只做体积功的系统，化学反应的等温反应过程热(Q) 。 化学反应过程是一个复杂过程，伴有状态函数
变化△U、△H，也有过程函数W、Q等。
恒容过程：QV = △U，记为△rU
恒容过程：Qp = △H，记为△rH
熵诞生之初——卡诺循环
1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之 间的理想循环—卡诺循环. 给出了热机效率的理论极限值; 他还提出了著名的卡诺定理.
U是广度性质
U的绝对值未能测定
小伙伴(公式）：ΔU = Q + W
档案簿——H
姓名：焓 小跟班（单位）：KJ/mol 生日：1843年 Dad:焦耳（J.P.Joule) 性格（适用范围）：等压条件不做非体积功
小伙伴(公式）： H ＝ U ＋ pV （焓） ΔH = ΔU + pΔV （焓变）
Q
。
p
H U pV H Qp (dp 0,Wf 0)
(3)Helmholz 自由能定义式。在等温、可逆条件下， 它的降低值等于系统所做的最大功。
A U TS A Wmax (dT 0,可逆）
基本公式
(4) Gibbs 自由能定义式。在等温、等压、可逆条 件下，它的降低值等于系统所做的最大非膨胀功。
TS
G
TS A
H U pV
pV
G H TS
A pV
pV
A U TS
特性函数
对于U，H，S，A，G 等热力学函数，只要其独
立变量选择适当，就可以从一个已知的热力学函数求 得所有其它热力学函数，从而可以把一个热力学系统 的平衡性质完全确定下来。
这个已知函数就称为特性函数，所选择的独立变 量就称为该特性函数的特征变量。