热力学基本概念和公式
第二章 热力学第一定律
T (B, ,T)
£K r Hm (T)
标准摩尔燃烧焓[变]的定义 在温度 T 物质 B 完全氧化( T)表示 叫标准摩尔燃烧焓 g H2O(l)的 T)计算
£K r Hm £K cHm £K r Hm B
-
)成相同温度下指定产物时的标准摩尔焓[变] 用
£K cHm
(B
指定产物 CO2 由
£K c Hm
物理化学学习指导
第二章 热力学第一定律
第二章 热力学第一定律
一. 基本概念及公式
1 热力学基本概念
(1)系统和环境 系统——热力学研究的对象(是大量分子 外的周围部分存在边界 环境——与系统通过物理界面(或假想的界面)相隔开并与系统密切相关的周围部分 根据系统与环境之间发生物质的质量与能量的传递情况 系统分为三类: 原子 离子等物质微粒组成的宏观集合体) 系统与系统之
H = Qp 适用于真实气体 理想气体 液体
T2 T1
∆H = ∫ nC p ,m dT
T1
T2
固体定压过程 理想气体任意 p
V
T 变化过程
∆U = ∫ nCV ,m dT = nC v ,m (T2 − T1 ) ∆H = ∫ nC p ,m dT = nC p ,m (T2 − T1 )
T1 T2
体积功 功有多种形式 通常涉及的是体积功 它是系统发生体积变化时的功 定义为
δW = − p su dV
式中 psu 为环境的压力
W = ∑ δW = − ∫ p su dV
V2 V1
对恒外压过程
psu = 常数
W = − p su (V2 − V1 ) W = − ∫ pdV
V1 V2
对可逆过程 因 p =psu
四个热力学基本公式推导
四个热力学基本公式推导热力学是研究热现象和能量转化规律的科学，其中有四个基本公式在热力学的理论体系中具有极其重要的地位。
这四个公式分别是：dU＝ TdS PdV、dH ＝ TdS ＋ VdP、dA ＝ SdT PdV、dG ＝ SdT ＋VdP 。
接下来，我们逐步推导这四个公式。
首先，我们要明确一些基本的热力学概念。
内能（U）是系统内部能量的总和，焓（H）定义为 H ＝ U ＋ PV ，自由能（A）也称为亥姆霍兹自由能，定义为 A ＝ U TS ，吉布斯自由能（G）定义为 G ＝ H TS 。
我们从热力学第一定律和第二定律出发进行推导。
热力学第一定律表示为 dU ＝δQ δW ，其中δQ 是系统吸收的热量，δW 是系统对外所做的功。
对于可逆过程，δQ ＝ TdS （其中 T 是温度，S 是熵）。
而对于常见的体积功，δW ＝ PdV 。
所以，dU ＝ TdS PdV 。
接下来推导焓的变化公式 dH 。
因为 H ＝ U ＋ PV ，对其求微分可得：dH ＝ dU ＋ PdV ＋ VdP 。
将 dU ＝ TdS PdV 代入上式，得到 dH＝ TdS PdV ＋ PdV ＋ VdP ，整理后可得 dH ＝ TdS ＋ VdP 。
再看自由能 A 的变化公式 dA 。
因为 A ＝ U TS ，对其求微分得到：dA ＝ dU TdS SdT 。
将 dU ＝ TdS PdV 代入，就有 dA ＝ TdS PdV TdS SdT ，化简后得到 dA ＝ SdT PdV 。
最后推导吉布斯自由能 G 的变化公式 dG 。
由于 G ＝ H TS ，求微分可得：dG ＝ dH TdS SdT 。
把 dH ＝ TdS ＋ VdP 代入，得到 dG ＝TdS ＋ VdP TdS SdT ，整理可得 dG ＝ SdT ＋ VdP 。
这四个热力学基本公式反映了热力学系统在不同条件下的能量变化规律，具有广泛的应用。
在实际应用中，比如研究化学反应的方向和限度时，吉布斯自由能的变化是一个关键的判断依据。
热力学基本概念和公式
第一章热力学基本概念一、基本概念热机：可把热能转化为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。
工质：实现热能与机械能相互转换的媒介物质即称为工质。
热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分割开来，这种人为分割的研究对象，称为热力系统。
边界：系统与外界得分界面。
外界：边界以外的物体。
开口系统：与外界有物质交换的系统，控制体（控制容积）。
闭口系统：与外界没有物质的交换，控制质量。
绝热系统：与外界没有热量的交换。
孤立系统：与外界没有任何形式的物质和能量的交换的系统。
状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变，系统内外同时建立热和力的平衡，这时系统的状态就称为热力平衡状态。
状态参数：温度、压力、比容（密度）、内能、熵、焓。
强度性参数：与系统内物质的数量无关，没有可加性。
广延性参数：与系统同内物质的数量有关，具有可加性。
准静态过程：过程进行的非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近于平衡状态。
可逆过程：当系统进行正反两个过程后，系统与外界都能完全回复到出示状态。
膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或者缩小）而通过系统边界向外界传递的机械功。
（对外做功为正，外界对系统做功为负）。
热量：通过系统边界向外传递的热量。
热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列中间过程，最后又回到初始状态。
二、基本公式⎰⎰=-=02112dx x x dx理想气体状态方程式：RT pV m =循环热效率1q w nett =η 制冷系数netw q 2=ε 第二章 热力学第一定律一、基本概念热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定。
热力学能：储存在系统内部的能量（内能、热能） 外储存能：宏观动能和重力位能。
热力学基础
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6 §7.7 §7.8
热力学基础
内能 功和热量 准静态过程 热力学第一定律 气体的摩尔热容量 绝热过程 循环过程 卡诺循环 热力学第二定律 热力学第二定律的统计意义 玻尔兹曼熵 卡诺定理 克劳修斯熵
§7.1 热力学的一些基本概念
一、内能 功和热量 1.态函数
每一时刻系统都无限接近于平衡态的过程。
由一系列依次接替的平衡态组成。 对 “无限缓慢” 的实际过程的近似描述。
无限缓慢： 微小变化时间 >> 驰豫时间 弛豫时间：系统由非平衡态趋于平衡态所需时间
§ 7.2 热力学第一定律
一、热力学第一定律
1.
数学表式
Q E A
对微小变化过程
பைடு நூலகம்d Q dE d A
RT
RT ln V2
V2
V1
等温
RT ln
p1
p2
RT ln
p1
0
p2
绝热
PV = 常量 dQ g-1 V T = 常量 0 g-1 - g = P T 常量
g
cV T
0
p2V2 p1V1 cV T 1
§7.5 循环过程 卡诺循环
一、 循环过程
系统的工作物质，经一系列变化过程又回到了初始状态，如果 每一段过程都是平衡过程，表现在 P—V 图上就是： P a P P a
Q
Q
A
Q
E
热量从高温物体传到低温物 体的过程是不可逆的！
（3）气体的自由膨胀过程
气体不须任何外界的帮助即从左室扩散到 整个容器，是否也可以不须外界任何帮助就回到左室 呢？ 不行！
热力学公式推导及应用
热力学公式推导及应用热力学是一门研究物质能量变化和转化规律的科学，广泛应用于工程、化学、物理等领域。
本文将为您介绍热力学公式的推导过程及其应用。
一、热力学基础知识回顾热力学的基本概念有温度、压力、容积和能量等，其中温度是物质微观粒子的平均运动能量的度量，压力是单位面积上作用的力的大小，容积是物质占据的空间大小，能量是能够做功的物理量。
二、理想气体的热力学公式以理想气体为例，根据玻意耳-马略特定律可以推导出热力学公式。
根据该定律，理想气体在一定温度和压力下，其体积和摩尔数成正比，即V ∝ n。
同时，理想气体的体积和温度成正比，即V ∝ T。
将这两个关系结合起来，就可以得到理想气体状态方程：PV = nRT，其中P为压力，V为体积，n为摩尔数，R为气体常数，T为温度。
三、热力学公式的应用1. 热力学循环热力学循环是指在一系列热力学过程中，系统最终返回原始状态的过程。
其中最常见的是卡诺循环，利用卡诺循环可以分析热机的效率。
根据热力学公式，可以计算热机输入热量、输出功率以及效率等参数。
2. 热力学平衡热力学平衡是指系统的各个宏观性质不随时间改变，达到稳定状态的过程。
根据热力学公式，可以分析不同状态下系统内能的变化以及熵的增减情况，从而判断系统是否达到平衡。
3. 热力学过程热力学过程是指系统由一个平衡状态变化到另一个平衡状态的过程。
根据热力学公式，可以分析过程中的能量转化情况，从而计算出各个阶段的体积、温度、压力等参数的变化。
4. 热力学熵熵是热力学中一个非常重要的概念，表示系统中的无序程度。
根据热力学公式，可以计算系统的熵变，从而分析系统内部能量转化的方向和效率。
5. 热力学势函数热力学势函数是一种描述系统平衡状态的函数，常用的有内能、焓和自由能等。
根据热力学公式，可以计算出不同势函数的值，从而分析系统内部的能量分布和转化。
综上所述，热力学公式是研究物质能量变化和转化的基础工具，通过推导和应用这些公式，我们可以深入理解和分析系统的热力学行为，为工程、化学以及物理等领域的实际问题提供解决方案。
工程热力学基本概念及重要公式
工程热力学基本概念及重要公式1.热力学系统和热力学过程：热力学系统是指一定空间区域内被观察的物质或物体，它可以是一个封闭系统、开放系统或隔离系统。
热力学过程是指系统经历的状态变化过程，可以分为等温过程、绝热过程、等容过程和等焓过程等。
2.热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表述，即能量守恒原则。
它可以表示为：ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
该定律说明了系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。
3.热力学第二定律：热力学第二定律是热力学中的基本定律之一，也被称为熵增定律。
它可以表述为系统总熵永不减小，即所有自然界的过程和现象都遵循熵增的趋势。
根据熵的定义，dS≥Q/T，其中dS表示系统熵的增量，Q表示吸收的热量，T表示温度。
这个公式说明了系统的熵增量等于吸收的热量除以温度。
4.等温过程和绝热过程：在等温过程中，系统与外界保持温度不变，即温度恒定。
根据理想气体状态方程，PV=常数，即在等温过程中，气体的压强与体积呈反比关系。
在绝热过程中，系统与外界在热量交换上完全隔绝，即吸收或放出的热量为零。
根据理想气体状态方程，PV^γ=常数，其中γ为绝热指数，指的是在绝热过程中，气体压强与体积的幂指数之积的常数。
5.卡诺循环：卡诺循环是热力学中一种完美的热机循环，它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
卡诺循环是理想的热机循环，它在可逆过程中实现了最大的功效率。
卡诺循环的功效率可表示为η=(T1-T2)/T1，其中T1表示高温热源的温度，T2表示低温热源的温度。
6.热力学第三定律：热力学第三定律是热力学中的基本定律之一，它表明在温度等于绝对零度时，所有系统的熵都将趋于零。
这个定律的提出为研究低温物理学和凝聚态物理学提供了重要的基础。
这些是工程热力学中的一些基本概念和重要公式。
工程热力学作为能源工程和热力工程等领域的基础学科，对于能量转换和热力设备的设计与运行具有重要作用。
热力学的四个基本公式推导
热力学的四个基本公式推导热力学是研究热现象和热能转化的学科，它是物理学的一个分支。
在热力学中，有四个基本公式，它们是热力学研究的基础。
本文将以热力学的四个基本公式为标题，来探讨这些公式的含义和应用。
第一个基本公式是热力学第一定律，它表明能量守恒。
能量既不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个公式的数学表达式是Q = ΔU + W，其中Q表示系统吸收或放出的热量，ΔU表示系统内部能量的变化，W表示系统对外做功。
这个公式的应用非常广泛，例如在工程领域中，我们可以利用这个公式来计算热机的效率。
第二个基本公式是热力学第二定律，它表明热量不能自行从低温物体传递到高温物体。
这个公式的数学表达式是ΔS≥0，其中ΔS表示系统熵的变化。
这个公式的应用也非常广泛，例如在制冷技术中，我们可以利用这个公式来设计制冷机的工作原理。
第三个基本公式是热力学第三定律，它表明在绝对零度时，熵为零。
这个公式的数学表达式是limS→0S=0。
这个公式的应用比较有限，但它对于研究物质的性质和行为有着重要的意义。
第四个基本公式是热力学基本方程，它表明系统的状态可以由其内部能量、熵和其他状态变量来描述。
这个公式的数学表达式是dU=TdS-pdV，其中U表示系统内部能量，S表示系统熵，T表示系统温度，p表示系统压强，V表示系统体积。
这个公式的应用非常广泛，例如在化学反应中，我们可以利用这个公式来计算反应的热力学参数。
热力学的四个基本公式是热力学研究的基础，它们在工程、化学、物理等领域都有着广泛的应用。
通过深入理解这些公式，我们可以更好地理解热现象和热能转化的本质。
热学总结
dQ Cp = dT p
1mol物质： 1mol物质：
ห้องสมุดไป่ตู้
i+2 Cp, m = R 2
Cp,m = C ,m + R V
Cp, m γ= Cv, m
比热比
等值过程 绝热过程 循环过程 等温： dE = 0 dQ= dA ： 等压： dA = PdV ：
• A、气体向外放热； 、气体向外放热； • C、气体内能增加； 、气体内能增加； P B、气体对外界做正功； 、气体对外界做正功； D、气体吸热。 、气体吸热。
0
v
0
2v0
V
5. 理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来 理想气体绝热地向真空自由膨胀， 的两倍，则始、末两态的温度T 和始、 的两倍，则始、末两态的温度 1与T2和始、末两态气 的关系为： 体分子的平均自由程λ 与 λ 的关系为： (A) T1 = T2 ， 1 = λ (C)
N f( v ) a 2 a /3 a /3
答：[ B ]
v O
v 0 2 v 03 v 0 4 v 0 5 v 0
2. 金属导体中的电子，在金属内部作无规则运动， 金属导体中的电子，在金属内部作无规则运动，
与容器中的气体分子很类似． 与容器中的气体分子很类似．设金属中共有N个 自由电子， 自由电子，其中电子的最大速率为 vm 电子速率 在v ～v + dv之间的概率为 之间的概率为
平均自由程与分子有效直径的平方及单位体积内的 分子数成反比，与平均速率无关。 kT Q P = nkT ∴ λ = 2πd2 p π
一定温度下，平均自由程与压强成反比
二、 热力学第一定律
Q 表达式： = (E2 −E1) + A = ∆E+ A
热力学基本概念与热力学定律介绍
热力学基本概念与热力学定律介绍热力学是研究能量转化和传递的学科，是物理学的重要分支之一。
它的研究对象是宏观的物质系统，涉及到能量、热量、温度等概念。
本文将介绍热力学的基本概念和热力学定律。
一、热力学的基本概念1. 能量：能量是物质存在的基本属性，它是物质运动和相互作用的结果。
热力学中的能量包括内能和外能。
内能是物质分子的热运动能量和分子内部相互作用能量的总和，而外能则是物质与外界相互作用所具有的能量。
2. 热量：热量是能量的一种传递方式，是指物体之间由于温度差异而发生的能量传递。
热量的传递方式有传导、传热和辐射。
传导是指物体内部分子之间的能量传递，传热是指物体表面之间的能量传递，而辐射是指通过电磁波的能量传递。
3. 温度：温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量。
热力学中常用的温标有摄氏度和开尔文温标。
摄氏度是以水的冰点和沸点为基准，将温度划分为100个等分，而开尔文温标则以绝对零度为零点，温度值与摄氏度之间的换算关系为：K = ℃ + 273.15。
4. 热平衡：当两个物体之间没有热量的传递时，它们处于热平衡状态。
在热平衡状态下，两个物体的温度相等。
二、热力学定律的介绍1. 第一定律：能量守恒定律。
根据第一定律，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外所做的功之和。
这可以用以下公式表示：ΔU = Q - W，其中ΔU表示内能的变化，Q表示吸收的热量，W表示对外所做的功。
2. 第二定律：热力学第二定律是关于热量传递方向的定律。
根据第二定律，热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，而是自发地从高温物体传递到低温物体。
这是因为热量传递是一个不可逆过程，自然界中热量总是从高温区域向低温区域传递。
3. 第三定律：热力学第三定律是关于温度的极限性质的定律。
根据第三定律，当温度趋近于绝对零度时，物体的熵趋近于零。
绝对零度是理论上的最低温度，它对应着物体分子的最低能量状态。
工程热力学基本概念及重要公式
工程热力学基本概念及重要公式1.系统与环境在工程热力学中，系统是指研究的对象或我们感兴趣的部分。
环境则是系统以外的其他部分。
系统和环境之间可以通过物质和能量的交换进行相互作用。
2.状态与平衡系统的状态由一组可测量的性质（如温度、压强、体积等）确定。
当系统中各种性质不发生任何变化时，系统处于平衡状态。
在平衡状态下，系统的能量转化不会引起热量或功的流动。
3.热力学函数热力学函数是描述热力学性质的函数，包括熵、焓和自由能等。
它们与系统的状态相对应，可以通过测量一些物理量来计算。
4.热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在系统中的应用。
根据这一定律，系统的内能增加等于系统吸收的热量加上对外做的功。
ΔU=Q-W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统从环境吸收的热量，W 表示系统对外做的功。
5.热力学第二定律热力学第二定律主要研究热量的传递和能量转化中的不可逆性。
根据热力学第二定律，热量只能从高温区传递到低温区，不会自发地从低温区传递到高温区。
6.热力学第二定律的两种表述热力学第二定律有两种表述方式：卡诺定理和熵增定理。
卡诺定理：任何工作在热源和冷源之间的热机，其效率都不会超过卡诺效率，即：η=1-Tc/Th其中，η表示热机的效率，Tc表示冷源的温度，Th表示热源的温度。
熵增定理：封闭系统的熵不会减少，只能增加或保持不变。
在一个孤立系统中，熵增是不可逆过程的一个特征。
7.热力学循环热力学循环是指一系列热力学过程的组合，最终系统回到起始状态。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环等。
8.其他重要公式除了上述公式外，工程热力学还有一些重要的公式，如：热量传递公式：Q=m*c*ΔT其中，Q表示热量，m表示物体的质量，c表示物体的比热容，ΔT表示温度的变化。
功的公式：W = F * d * cosθ其中，W表示功，F表示力，d表示位移，θ表示力的方向与位移方向的夹角。
气体状态方程：PV=nRT其中，P表示压强，V表示体积，n表示物质的摩尔数，R为气体常数，T表示温度。
热力学的四个基本公式推导
热力学的四个基本公式推导热力学是物理学的一个分支，研究能量转移、功、热量和温度等方面的基本规律。
在热力学中，有四个基本公式，分别是热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律和熵增加定理。
下面我们就来推导一下这四个基本公式。
一、热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律，在热力学中表现为：对于一个系统，其内能的变化等于系统吸收的热量减去系统做功的量。
数学表达式为：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统做的功。
二、热力学第二定律热力学第二定律是热力学中的基本定律之一，它表明热量不可能从低温物体自发地传递到高温物体，除非有外界做功或者有热力学过程进行。
热力学第二定律的数学表达式为：ΔS > 0其中，ΔS表示熵的变化量。
熵是一个系统的混乱程度，熵增加表示系统越来越不稳定，越来越混乱。
因此，热力学第二定律也被称为熵增加定理。
三、热力学第三定律热力学第三定律是热力学中的基本定律之一，它规定绝对零度是无法达到的，除非熵为零。
热力学第三定律的数学表达式为：lim S->0 S(T) = 0其中，S(T)表示在温度为T时的熵。
热力学第三定律说明，在温度接近绝对零度时，熵趋于零，系统变得越来越有序。
四、熵增加定理熵增加定理是热力学第二定律的一个推论，它表明，任何孤立系统在进行热力学过程时，其熵都不可能减少，只能增加或保持不变。
熵增加定理的数学表达式为：ΔS >= 0其中，ΔS表示熵的变化量。
熵增加定理说明，孤立系统总是趋向于更加混乱、更加不稳定的状态，这是热力学中不可逆过程的本质特征。
综上所述，热力学的四个基本定律都有其数学表达式，通过这些公式，我们可以更加深入地理解热力学的基本规律。
热力学基本概念和公式
热力学基本概念和公式热力学是研究能量转化与传递规律的科学，是物理学的一个重要分支。
它研究的对象是物质的宏观性质，以能量和热量为基本概念。
在热力学中，有一些基本概念和公式是十分重要的，下面将介绍其中的几个。
1.系统与环境热力学研究的对象称为系统，它可以是任何具有一定能量交换和物质交换能力的物质。
系统与系统之间的界面称为系统边界。
系统边界内部的物质和能量的变化称为系统过程。
与系统相互作用的外界称为环境。
2.热力学第一定律热力学第一定律是热力学基本定律之一，也称为能量守恒定律。
它表明系统的内能变化等于系统吸收的热量与对外做的功的代数和：△U=Q-W其中，△U表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。
3.热力学第二定律热力学第二定律是热力学的另一个基本定律，也称为熵增定律。
它规定了在自然界中，任何一个孤立系统都趋于熵增加的状态，不可能自发地从熵减少的状态转变为熵增加的状态。
4.热容和焓热容是物质在温度变化时吸收或放出的热量与温度变化之间的比例系数，它表示物质对热量的吸收或放出程度。
热容可以分为定压热容和定容热容两种。
焓是系统的一种状态函数，它等于系统的内能与系统对外做的功之和。
5.热力学循环热力学循环是指在一系列自发发生的热力学过程中，系统由一个状态经过一系列过程又回到原来的状态的过程。
热力学循环可以用于工程上的能量转化和利用，如汽车发动机、蒸汽轮机等。
6.热力学效率热力学效率是指能量转化过程中有用能量输出比输入能量的比例。
对于热力学循环，热力学效率等于输出功与输入热量之比。
7.熵熵是热力学中的一个重要概念，它是系统混乱程度的度量，也可以看作是系统无序程度的度量。
熵的增加可以代表能量的分散和耗散。
8.理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的状态与压强、体积和温度之间的关系，它可以表示为PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度。
工程热力学公式大全
第一章基本概念1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。
外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。
开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
物理化学重要概念公式总结
第一章 热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。
二、基本定律热力学第一定律：ΔU =Q +W 。
焦耳实验：ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T )三、基本关系式1、体积功的计算 δW = －p e d V恒外压过程：W = －p e ΔV可逆过程： W =nRT 1221ln ln p p nRT V V =2、热效应、焓等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其他功）等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其他功）焓的定义：H =U +pV ; d H =d U +d(pV )焓与温度的关系：ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容 热容定义：V V )(T U C ∂∂=；p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系：nR C C =-V p热容与温度的关系：C p =a +bT +c’T 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =－Q =⎰-p e d V 等容过程：W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V可逆绝热过程：Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p不可逆绝热过程：Q =0 ;利用C V (T 2-T 1)=－p e (V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化可逆相变化：ΔH =Q =n Δ＿H ；Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算：)298,()298(B H H m f B mr θθν∆=∆∑ 反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：)(])([,p B C T H m p BB m r ∑=∂∆∂ν。
热力学公式总结
热力学公式总结热力学公式，作为热力学研究的基础，是描述能量转化和热力学过程的数学表达式。
它们通过简洁的符号和方程式，揭示了物质和能量之间的相互关系。
以下是几个常见的热力学公式及其含义，让我们一起来了解一下吧。
1. 热力学第一定律：ΔU = Q - W热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表达，它说明了一个封闭系统内部能量的变化等于系统所吸收的热量减去对外界做功的大小。
这个公式告诉我们，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 熵的定义：ΔS = Q/T熵是描述系统无序程度的物理量，它是热力学中的一个重要概念。
熵的增加代表了系统的无序性增加，而熵的减少则代表了系统的有序性增加。
这个公式告诉我们，熵的变化与系统所吸收的热量和温度有关，系统吸收的热量越多，熵的增加越大。
3. 理想气体状态方程：PV = nRT理想气体状态方程是描述理想气体性质的基本公式，它将气体的压力、体积、摩尔数和温度联系在一起。
这个公式告诉我们，当气体的压力、体积和摩尔数一定时，温度越高，气体的体积越大。
4. 热力学第二定律：ΔS ≥ 0热力学第二定律是热力学中的一个基本原理，它表明在一个孤立系统中，系统的熵不会减小，或者说系统总是趋向于更高的熵。
这个公式告诉我们，自然界中熵的增加是不可逆的，系统的有序性总是会不可避免地变差。
以上是几个常见的热力学公式，它们揭示了能量转化和热力学过程的规律。
通过理解和运用这些公式，我们可以更好地理解和分析能量转化和热力学过程，为实际问题的解决提供依据。
热力学公式的应用广泛，涵盖了能源、化学、物理等多个领域，对于推动科学技术的发展和改善人类生活质量起到了重要的作用。
希望今天的介绍能让大家对热力学公式有更深入的了解，并在实际应用中发挥出更大的作用。
工程热力学基本概念及重要公式
第一章基本概念1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。
外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。
开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
热力学比热容与热平衡公式整理
热力学比热容与热平衡公式整理热力学是研究物质能量转化和传递规律的一门学科，涉及到许多重要的概念和公式。
其中，热力学比热容和热平衡是热力学基本概念之一。
本文将对热力学比热容和热平衡公式进行整理和解析。
一、热力学比热容热力学比热容是物质在单位质量下温度变化的能力。
在常压下，热力学比热容可以分为两种：定压比热容（Cp）和定容比热容（Cv）。
1. 定压比热容（Cp）定压比热容是在恒定压力下单位质量物质温度变化的能力。
定压比热容可以用以下公式表示：Cp = （δQ / δT）p其中，Cp表示定压比热容，δQ表示物质吸收或释放的热量，δT表示温度的变化，p表示压力的恒定。
2. 定容比热容（Cv）定容比热容是在恒定体积下单位质量物质温度变化的能力。
定容比热容可以用以下公式表示：Cv = （δQ / δT）v其中，Cv表示定容比热容，δQ表示物质吸收或释放的热量，δT表示温度的变化，v表示体积的恒定。
二、热平衡公式热平衡是指物体间达到温度均匀的状态。
在热力学中，有两个重要的热平衡公式：热平衡条件和热传导定律。
1. 热平衡条件热平衡条件是指当物体处于热平衡状态时，两物体之间的热交换量相等。
热平衡条件可以用以下公式表示：Q1 = Q2其中，Q1表示物体1吸收或释放的热量，Q2表示物体2吸收或释放的热量。
2. 热传导定律热传导定律是指热量通过传导方式从高温物体传递到低温物体的规律。
热传导定律可以用以下公式表示：Q = k * A * ΔT / d其中，Q表示热量传递的量，k表示热传导系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差，d表示传热距离。
三、应用示例下面以一个具体的应用示例来说明热力学比热容和热平衡公式的应用。
设有两个具有不同温度的物体A和物体B，分别为200g和300g。
物体A的初始温度为25℃，物体B的初始温度为50℃。
如果两个物体在热平衡状态下达到相同的最终温度，求最终温度是多少？首先，我们可以利用热平衡条件来分析这个问题。
(完整版)工程热力学知识总结
第一章基本概念1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。
外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。
开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
热力学基础知识
热力学基础知识热力学是物理学的一个分支，研究热现象和热能转化的规律。
在我们生活中，也可以看到许多与热力学有关的现象，比如汽车引擎的工作、空调的制冷、发热体的加热等等。
在接下来的文章中，我们将深入了解一些热力学的基本概念和原理。
一、热力学的基本概念1. 温度和热量温度是描述物体热度的物理量，单位是摄氏度（℃）、开尔文（K）、华氏度（℉）等。
热量是指热能的转移量，单位是焦耳（J）、卡路里（cal）等。
两者的联系可以用下面的公式表示：Q=m×c×ΔT其中，Q表示热量，m表示物体质量，c表示物体的热容量，ΔT表示物体温度变化量。
此外，还有一个重要的物理量叫做热力学摩尔容量，指的是单位量物质在温度变化1K时所吸收的热量，单位是焦/摩尔-开尔文（J/mol-K）。
2. 热力学第一定律热力学第一定律也叫做能量守恒定律，指的是能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式，并且总能量守恒。
从热观点来看，热量也是一种能量，因此热能也具有守恒性质。
3. 热力学第二定律热力学第二定律是一个非常重要的定律，它规定了热能转化的方向性，即热量只能从高温物体流向低温物体，不可能反向。
这个定律也成为热力学的增熵定律，指的是一个孤立系统的熵（混乱度）只可能增加，而不可能减小。
二、热力学的应用1. 热力学循环热力学循环是指通过对气体或液体的加热或冷却来产生机械功或者热量，再将剩余的热量排放到外界，从而实现能量转化的过程。
熟悉汽车工作原理的人应该都知道，汽车引擎就是一种热力学循环系统，通过燃烧汽油来加热气体，从而产生机械功驱动车轮，同时排放废气。
2. 热力学平衡当物体的温度相同时，此时物体达到了热力学平衡，它们之间的热量不再交换。
但是，这并不意味着温度相同的两个物体一定热力学平衡。
比如，在室内放着一瓶冰水和一只热汤的碗，虽然它们的温度都是20℃，但是它们内部的热量分布不同，因此不能说它们处于热力学平衡状态。
化工热力学公式总结
化工热力学公式总结化工热力学是研究化学反应中热效应与热力学性质的科学，其研究内容涉及了固液相变、气液相变、燃烧行为等多个方面。
在热力学的研究中，有一些常用的公式和方程式被广泛应用于工程技术和科学研究中。
本文将从热力学的基本概念和公式、热力学循环、热传导和传质过程等方面，总结常用的化工热力学公式。
一、热力学基本概念和公式1.热力学第一定律：ΔU=Q-W其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统从外界得到的热量，W表示系统对外界做的功。
2.热力学第二定律：dS≥dQ/T其中dS表示系统熵的增加，dQ表示系统获得的热量，T表示系统的温度。
3. 热力学的物质平衡公式：ΣniΔHi = 0其中ni表示反应物或生成物的物质摩尔数，ΔHi表示反应物或生成物的标准焓变。
4. 化学势：μi = μ0i + RT ln(pi / p0)其中μi表示一些组分的化学势，μ0i表示该组分在标准状态下的化学势，pi表示该组分在实际条件下的分压，p0表示该组分在标准状态下的分压。
二、热力学循环1.热力学效率：η=(W/Q)×100%其中η表示热力学效率，W表示系统对外界做的功，Q表示系统从外界获取的热量。
2.卡诺循环效率：ηC=1-(Tc/Th)其中ηC表示卡诺循环效率，Tc表示循环中冷源的温度，Th表示循环中热源的温度。
3.制冷剂（热泵）性能系数：COP=Q1/W其中COP表示制冷剂（热泵）的性能系数，Q1表示制冷剂（热泵）从低温源吸收的热量，W表示系统对外界做的功。
三、热传导和传质过程1. 热传导方程：q = - kA (dT / dx)其中q表示单位时间内通过物体的热量，k表示物体的热导率，A表示物体的横截面积，dT / dx表示物体温度的变化率。
2. 导湿传质方程：n = - D (dC / dz)其中n表示单位时间内通过物体的水分流量，D表示物体的水分扩散系数，C表示物体的水分浓度，dz表示物体的厚度。
3.理想气体状态方程：PV=nRT其中P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质摩尔数，R表示理想气体常数，T表示气体的温度。
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第一章热力学基本概念
一、基本概念
热机：可把热能转化为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。
工质：实现热能与机械能相互转换的媒介物质即称为工质。
热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分割开来，这种人为分割的研究对象，称为热力系统。
边界：系统与外界得分界面。
外界：边界以外的物体。
开口系统：与外界有物质交换的系统，控制体（控制容积）。
闭口系统：与外界没有物质的交换，控制质量。
绝热系统：与外界没有热量的交换。
孤立系统：与外界没有任何形式的物质和能量的交换的系统。
状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变，系统内外同时建立热和力的平衡，这时系统的状态就称为热力平衡状态。
状态参数：温度、压力、比容（密度）、内能、熵、焓。
强度性参数：与系统内物质的数量无关，没有可加性。
广延性参数：与系统同内物质的数量有关，具有可加性。
准静态过程：过程进行的非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近于平衡状态。
可逆过程：当系统进行正反两个过程后，系统与外界都能完全回复到出示状态。
膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或者缩小）而通过系统边界向外界传递的机械功。
（对外做功为正，外界对系统做功为负）。
热量：通过系统边界向外传递的热量。
热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列中间过程，最后又回到初始状态。
二、基本公式
⎰⎰=-=0
2
1
1
2
dx x x dx
理想气体状态方程式：
RT pV m =
循环热效率
1
q w net
t =
η 制冷系数
net
w q 2
=
ε 第二章 热力学第一定律
一、基本概念
热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定。
热力学能：储存在系统内部的能量（内能、热能） 外储存能：宏观动能和重力位能。
推动功：工质在开口系统中流动而传递的功。
pV 流动功：)(pV ∆
技术功：能够被外界所利用的功。
轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。
稳定流动：工质（流体）流程中的任何位置上，工质的流速及其状态参数均不随时间而变化。
二、基本公式 系统总储存能
gz
c u e mgz mc U E E E U E f f p K ++=++
=++=22
2
12
1 闭口系统能量方程：
)
(2
112可逆⎰+-=+∆=+∆=pdv u u q w
u q W U Q
开口系统能量方程 稳定流动能量方程：
s f w z g c h q +∆+∆+∆=22
1
第三章 理想气体的性质及热力过程
一、基本概念 理想气体：
比定容热容（定容比热）：在定容情况下，单位质量的物体，温度每
变化1度所吸收或放出的热量。
比定压热容（定压比热）：
理想气体混合物的压力：道尔顿分压定律 理性气体混合物的容积：亚美格分体积定律 定容过程： 定压过程： 定温过程： 绝热过程： 等熵过程： 多变过程 二、基本公式 比热容定义
dT
du dT q c dT dh
dT q c dT
q
c v v p p =
==
==
δδδ 迈耶公式（梅耶公式）
g v p R c c =-
理想气体的热力学能和焓、熵
T
q
ds dT
c q h pv u h dT
c q u p p v v δ=
==∆+===∆⎰⎰2
12
1
理想气体主要热力过程的基本公式
第四章热力学第二定律一、基本概念
热力学第二定律：
开尔文说法：不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个热源吸热，使之完全转变为有用功，而其他物体不发生任何变化。
克劳修斯说法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
卡诺循环：在两个恒温热源间，由两个可逆等温过程和两个可逆绝热（等熵）过程所组成的循环。
卡诺定理：
定理1：在给定的两个恒温热源（相同高温热源和相同低温热源）间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与其循环种类无关，也与工质无关。
定理2：在给定的两个恒温热源间工作的一切不可逆循环，其热效率不可能大于卡诺循环的热效率。
孤立系统熵增原理：在孤立系统中，一切实际过程（不可逆过程）都朝着使系统熵增加的方向进行，或者在极限情况下（可逆过程）系统的熵保持不限，而任何使系统熵减少的过程都是不可能发生的。
二、基本公式 热机效率: 1
212111Q Q
Q Q Q Q w net t -=-==
η 卡诺循环效率：1
212112111T T
T T T Q Q Q Q w net t -=-=-==
η 熵的定义式：
⎰⎰
==∆0
2
1
ds T q
s δ
克劳修斯积分：⎰≤0r
T Q
δ
熵方程： 闭口系统：g f S S T
Q T Q dS δδδδ+=+=
1
开口系统（稳定流动）：
)
(0212211s s m S S s m s m S S S g f g f cv -++=-++=
第五章 实际气体、水蒸汽和湿空气
一、基本概念
对比参数：实际气体任意状态的参数相对于临界参数的对比值。
对比态定律：在相同的压力和温度下，不同气体的比体积是不同的，但是只要它们的r p 和r T 相同，它们的r v 也必定相同，说明各种气体在对应状态下有相同的对比性质。
水蒸汽： 一点：临界点
两线：下界线（饱和水线）、上界线（干饱和蒸汽） 三区：未饱和水区、湿蒸汽区、过热蒸汽区
五态：未饱和水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 绝对湿度：单位体积的湿空气中所含水蒸气的质量。
相对湿度：未饱和湿空气的绝对湿度和饱和湿空气的绝对湿度的比值，表示湿空气中水蒸汽含量的饱和程度。
含湿量：相对于单位质量的干空气所含有的水蒸汽的质量，表示式空气中水蒸气的含量。