(完整版)物理化学上热力学第一定律知识框架图总结

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第一章， 热力学第一定律 各知识点架构纲目图如下：

及过程 溶解及混合 化学变化 相变化 热(Q )：系统与环境间由于温差而交换的能量。是物质分子无序运动的结果。是过程量。

功(W )：除热以外的，在系统与环境间交换的所有其它形式的能量。是物质分子有序运动的

结果，是过程量。

热力学能 (U )：又称为内能，是系统内部能量的总和。是状态函数，且为广度量，但绝对值

不知道。

热力学第一定律数学表达式：△U =Q +W ，在封闭系统，W 非=0,恒容条件下，△U =Q V 。 焓函数(H )：定义，H ≡U +pV , 是状态函数，且为广度量，但绝对值不知道。在封闭系统，

W 非=0,恒压条件下，△H =Q p 。

热力学第

一定律及 焓函数

系统与环境

间交换能量 的计算(封闭 系统，W 非=0)

简单的pTV 变化 理想气体(IG)系统：2211

,,;T T

V m p m

T T U n C dT H n C dT ∆=∆=⎰⎰ 理想气体 恒温过程 焦尔实验：(1)结论：(∂U /∂V)T =0; (2)推论：U IG =f (T ); H IG =g (T ) △U =△H =0; W =-Q =2121ln /V

V

pdV nRT V V -=-⎰ (可逆)

恒容过程：W =0；Q V =△U= 21

,;T

V m

T n C dT ⎰

绝热过程：Q =0；△U = W 不可逆（恒外压）：nC V ,m (T 2-T 1)=-p 2(V 2-V 1) 可逆： 11,21

11

2111()()1V m p V nC T T V V γ

γγγ---=-- Q p =△H =2

1

,;T p m T n C dT ⎰W =-p 外(V 2-V 1)； △U =△H -p △V (常压下，凝聚相：W ≈0；△U ≈△H )

恒压过程： 节流膨胀：Q =0；△H =0；μJ-T =(d T /d p )H =0 T 不变(例如理想气体) <0致热 >0 致冷 相变化 △U =△H -p △V

Q p =△H ; W =-p △V

≈0，△U ≈△H (常压下凝聚态间相变化)

=-nRT (气相视为IG) 相变焓与温度关系：21

21,()()T

m m p m

T H T H T C dT ββαα∆=∆+∆⎰

化学变化 摩尔反应焓的定义：△r H m =△r H /△ξ 恒压反应热与恒容反应热的关系：△r H m =△r U m +∑νB (g)RT

标准摩尔反应焓的计算：1B ()(B,)r m f m

H T H T ν∆=∑∆!!

反应进度定义、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的定义。 基希霍夫公式：21

,21,();()()T r m p r p m r m r m r p m T H C H T H T C dT T ∂∆=∆∆=∆+∆∂⎰!

!! 系

统状态变化时，计算系统与环境间交换的能量