1.1 热力学概论(1)状态与状态函数
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：又称容量性质,热力学 性质与物质的量成正比, 具有加和性。例：V，m， S，U，H，G，A
2. 强 度 性 质 (Intensive properties) ： 其 数 值 取 决 于体系自身的特性，与体 系的数量无关，不具有加 和性。
例：T，p，ρ，η。
6
1.1.3 状态与状态函数 状态(state) ：体系热力学性质的综合表现。 状态函数：体系各种热力学性质的函数称状态函数。
史无关. (2) 状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函. （3）状态函数变化量只与始末态有关，与体系由始态到末态
的变化途径无关。即，具有数学上的全微分性质.
X末 dX X始
X末
X始
X
dX X末 X始 0
状态函数法
如：△T = T2 – T1
9
1-1.3 状态与状态函数
途径：始态 - - - - - 终态 系统所经历过程的总和。
始态A
途径I C
B 途径II
终态Y
X末 dX X始
X末
X始
X
H(I)=H(II)=HY-HA
这套利用状态函数的特性来研究热力学问题的方法是热力 学中的重要研究方法，通常称为状态函数法。
10
例： P n源自文库T
V
若n，V不变，
体系所有热力学性质不随时间改变时 称体系处于热力学平衡状态(又称定态)。
7
1.1.3 状态与状态函数
平衡态必须满足条件：以强度性质度量
• 热平衡（thermal equilibrium） ：
各处温度相等，dT = 0 (以温度度量)
• 力平衡（mechanical equilibrium） ：
各处压强相等，dp = 0 (以压强度量)
• 相平衡（phase equilibrium） ：
各处组成数量不变，无净物质转移dm = 0
(以化学势度量)
• 化学平衡（chemical equilibrium ） ：
各处组成不变;dc = 0 (以化学势度量)
8
1.1.3 状态与状态函数
状态函数的特点： （1）状态函数是状态的单值函数；状态函数与体系形成的历
101325Pa，0℃冰
1-1.3 状态与状态函数
状态函数法
盖斯定律
求化学反应等压（等容）热效应
C(石墨) + O2(g) === CO2(g) △rHm(1) 可测 －) CO (g) + 0.5O2(g) === CO2(g) △rHm(2) 可测
C(石墨) + 0.5O2(g) === CO(g) △rHm = △rHm(1) － △rHm(2)
第一章 热力学第一定律
rotate
vibrate
translate
Concerned with the study of transformation of energy: Heat work
1
1.1 化学热力学概论（1）状态与状态函数
化学热力学的任务： 通过研究化学反应及相关过程的能量传递和转换的普遍 关系, 对化学反应的方向和进行的程度作出预测和判断。
12
体系状态变化 过程与过程函数
13
2
实践经验总结
热力学第一定律 热力学第二定律 热力学第三定律
化学热力学 内容构架特点
普适性规律和概念：
重要原始定义
（如：内能U）
重要衍生定义
(如：焓H)
基本定 律
(如：热力学第一定律）
从
简
单
到
复
杂
一定条件下：
基本原理和定理
(如：盖斯定理；基希霍夫定理）
特定研究对象
应用：
（含理论研究方法和实验研究方法）
（1）物理变化 （2）可逆与不可逆相变 （3）化学反应
3
1.1.1 体系与环境
用观察、实验等方法进行科学研究时，必须先确 定所要研究的对象，把要研究的那部分物质与其余 的分开（分隔面可以是实际的，也可以是想象的）， 这种被划定的对象就称为体系(system)，而体系以 外，与体系密切相关，影响所及的部分则称为环境 (surrounding)。
dP nR dT V
对于循环过程，状态函数变量为零。
dV 0, dP 0, dT 0
状态函数法：利用状态函数的特性来研究热力学问题。
例：
H
101325Pa，15℃水
101325Pa，15℃冰
H 1
H 3
101325Pa，0℃水
H 2
H H1 H2 H3
4
1.1.1 体系与环境
(图片来自网站)
5
1.1.2 热力学性质（对体系的描述）
热力学性质：体系宏观可测性质，如：体积，压力， 温度，粘度，表面张力，组成，能量，密度，焓， 熵，内能，Gibbs自由能，Helmholtze自由能。
(与热、功、能有关的体系性质)
1. 广 度 性 质 (Extensive Properties)
2. 强 度 性 质 (Intensive properties) ： 其 数 值 取 决 于体系自身的特性，与体 系的数量无关，不具有加 和性。
例：T，p，ρ，η。
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1.1.3 状态与状态函数 状态(state) ：体系热力学性质的综合表现。 状态函数：体系各种热力学性质的函数称状态函数。
史无关. (2) 状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函. （3）状态函数变化量只与始末态有关，与体系由始态到末态
的变化途径无关。即，具有数学上的全微分性质.
X末 dX X始
X末
X始
X
dX X末 X始 0
状态函数法
如：△T = T2 – T1
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1-1.3 状态与状态函数
途径：始态 - - - - - 终态 系统所经历过程的总和。
始态A
途径I C
B 途径II
终态Y
X末 dX X始
X末
X始
X
H(I)=H(II)=HY-HA
这套利用状态函数的特性来研究热力学问题的方法是热力 学中的重要研究方法，通常称为状态函数法。
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例： P n源自文库T
V
若n，V不变，
体系所有热力学性质不随时间改变时 称体系处于热力学平衡状态(又称定态)。
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1.1.3 状态与状态函数
平衡态必须满足条件：以强度性质度量
• 热平衡（thermal equilibrium） ：
各处温度相等，dT = 0 (以温度度量)
• 力平衡（mechanical equilibrium） ：
各处压强相等，dp = 0 (以压强度量)
• 相平衡（phase equilibrium） ：
各处组成数量不变，无净物质转移dm = 0
(以化学势度量)
• 化学平衡（chemical equilibrium ） ：
各处组成不变;dc = 0 (以化学势度量)
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1.1.3 状态与状态函数
状态函数的特点： （1）状态函数是状态的单值函数；状态函数与体系形成的历
101325Pa，0℃冰
1-1.3 状态与状态函数
状态函数法
盖斯定律
求化学反应等压（等容）热效应
C(石墨) + O2(g) === CO2(g) △rHm(1) 可测 －) CO (g) + 0.5O2(g) === CO2(g) △rHm(2) 可测
C(石墨) + 0.5O2(g) === CO(g) △rHm = △rHm(1) － △rHm(2)
第一章 热力学第一定律
rotate
vibrate
translate
Concerned with the study of transformation of energy: Heat work
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1.1 化学热力学概论（1）状态与状态函数
化学热力学的任务： 通过研究化学反应及相关过程的能量传递和转换的普遍 关系, 对化学反应的方向和进行的程度作出预测和判断。
12
体系状态变化 过程与过程函数
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实践经验总结
热力学第一定律 热力学第二定律 热力学第三定律
化学热力学 内容构架特点
普适性规律和概念：
重要原始定义
（如：内能U）
重要衍生定义
(如：焓H)
基本定 律
(如：热力学第一定律）
从
简
单
到
复
杂
一定条件下：
基本原理和定理
(如：盖斯定理；基希霍夫定理）
特定研究对象
应用：
（含理论研究方法和实验研究方法）
（1）物理变化 （2）可逆与不可逆相变 （3）化学反应
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1.1.1 体系与环境
用观察、实验等方法进行科学研究时，必须先确 定所要研究的对象，把要研究的那部分物质与其余 的分开（分隔面可以是实际的，也可以是想象的）， 这种被划定的对象就称为体系(system)，而体系以 外，与体系密切相关，影响所及的部分则称为环境 (surrounding)。
dP nR dT V
对于循环过程，状态函数变量为零。
dV 0, dP 0, dT 0
状态函数法：利用状态函数的特性来研究热力学问题。
例：
H
101325Pa，15℃水
101325Pa，15℃冰
H 1
H 3
101325Pa，0℃水
H 2
H H1 H2 H3
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1.1.1 体系与环境
(图片来自网站)
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1.1.2 热力学性质（对体系的描述）
热力学性质：体系宏观可测性质，如：体积，压力， 温度，粘度，表面张力，组成，能量，密度，焓， 熵，内能，Gibbs自由能，Helmholtze自由能。
(与热、功、能有关的体系性质)
1. 广 度 性 质 (Extensive Properties)