(完整版)物理化学上热力学第一定律知识框架图总结.doc

第一章，热力学第一定律各知识点架构纲目图如下：

系统：隔离系统；封闭系统；敞开系统

环境：在系统以外与系统密切相关部分

状态：系统的所有物理性质和化学性质的综合体现系统及状态及状态函数类型：广度量；强度量

状态状态函数

(热力学性质 ) 特性：①改变值只与始、末态有关而与具体途径无关；

②不同状态间的改变值具有加和性。

即殊途同归，值变相等；周而复始，其值不变。热力学平衡：热平衡；力学平衡；相平衡；化学平衡

单纯的 pTV 变化

状态变化

溶解及混合

及过程

相变化

化学变化

系

统

状

态

变

简单的化

时

pTV 变化，

计

算

系

统

与

环

境

系统与环境

间

交间交换能量

换

的计算 (封闭

的

能

恒压过程 (p 始 =p 终 =p 环 )

恒温过程 (T 始=T 终=T 环 )

恒容过程 (V 始=V 终)

绝热过程 (Q = 0)

节流过程 (H = 0)

理想气体 (IG) 系统：U T2 C V ,m dT ; H n T2

n C p,m dT

T2 T1 T1

Q p =△ H= n C p ,m dT ;W=-p外(V2-V1)；

恒压过程：T1

△U=△ H -p△ V ( 常压下，凝聚相： W ≈ 0；△ U≈△ H)

理想气体焦尔实验： (1)结论： (?U/?V) T=0; (2)推论： U IG=f ( T); H IG=g (T) 恒温过程

△U=△H=0; W=-Q =

V2

nRT lnV2 /V1 (可逆 )

V pdV

1

恒容过程：W=0； Q V =△ U=

T2

n C V ,m dT ;

T1

绝热过程： Q=0；△ U= W

不可逆（恒外压）：nC V,m( T2 -T1)=- p2(V2-V1)

可逆：p1V1 1 1

T1 ) (

nC V , m (T2

1

1 1 )

>0

V 2 V1

致冷

节流膨胀： Q=0 ；△H=0；J-T=(d T/dp) H =0 T 不变 ( 例如理想气体 )

<0 致热

量系统， W 非 =0)

相变化Q p =△ H; W=-p△V

△U= △H- p△ V

=-nRT (气相视为IG)

≈0，△ U≈△ H (常压下凝聚态间相变化)

相变焓与温度关系：T2

H m (T2 )H m (T1 ) C p,m dT

T1

热力学第一定律及焓函数

反应进度定义、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的定义。

摩尔反应焓的定义：△r H m=△ r H/△

化学变化

标准摩尔反应焓的计算：

!

B

!

r H m (T1 ) f H m (B, T )

恒压反应热与恒容反应热的关系：△r H m=△ r U m+∑νB(g)RT

!

T2

基希霍夫公式：( r H m ) C ; H ! (T ) H ! (T ) C dT

p r r r p, m

T r p ,m m 2 m 1 T1

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，

1 W非 =0,恒压条件下，△H=Q p。