物理化学相平衡教案
相平衡教案6篇
相平衡教案6篇相平衡教案篇1教学目标1、知识与技能〔1〕知道二力平衡的条件〔2〕知道二力平衡时物体的运动状态2、过程与方法〔1〕通过实例了解认识二力的平衡〔2〕探究二力平衡的条件3、情感、立场与价值观通过活动和阅读感受科学就在身边教学重点知道二力平衡的条件，并能说明物理问题教学难点同学设计试验探究二力平衡条件教学器材：视频光盘、木块、带滑轮的长木版、细线、勾码等教学过程〔一〕导入新课：1、复习提问牛顿第肯定律的内容？〔一切物体在没有受到力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
〕2、思索：凡是静止的物体就不受力吗？凡是做匀速直线运动的物体也不受力吗？举例说明。
〔1〕静止放在水平面上的粉笔盒〔2〕吊着的吊灯〔3〕在平直马路上匀速行驶的汽车那为什么生活中的这些物体受力也能保持静止或匀速直线运动状态呢？带着这个问题我们进入这节课的学习，探究其缘由。
〔二〕新课教学一、探究：力的平衡1、试验：让同学提着书包不动。
2、提问：假如将手松开，书包将落到地上，为什么？〔由于只受重力的作用〕3、思索：那为什么现在没有落地，而是静止？请画出受力示意图〔1〕。
4、争论：由于除了受竖直向下的重力，还受竖直向上的拉力，两个力的作用效果相互抵消了，跟没受力一样，所以书包静止。
同样在平直马路上匀速匀速行驶的汽车，在水平方向上牵引力和阻力，二者的作用效果相互抵消了，跟没有受力一样，所以保持匀速直线运动状态。
实际物体往往同时受多个力作用，而处于静止或匀速直线运动状态。
5、结论：象这样，物体在受几个力作用时，假如几个力的作用效果相互抵消，使物体处于静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。
静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”。
二、探究：二力平衡的条件物体受两个力作用时保持平衡状态，叫做二力平衡，是最简约的平衡。
问题：物体受两个力作用肯定就能保持静止或匀速直线运动状态吗？举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面对下滑；电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。
物理化学课件第六章节相平衡
热力学性质测定
利用热力学仪器测量物质的热容、 熵、焓等热力学性质，推算相平衡 常数。
相分离实验
观察不同条件下物质是否发生相分 离，确定相平衡状态。
计算方法
热力学模型法
利用热力学模型计算相平衡常数， 如van der Waals方程、 Redlich-Kister方程等。
表达式
ΔU = Q + W
应用
计算封闭系统中能量的变化，以及热量和功之间的转换关系。
热力学第二定律
热力学第二定律定义
自然发生的反应总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更 加混乱无序的状态发展。
表达式
ΔS ≥ 0
应用
判断反应自发进行的方向，以及热量传递和转换的方向。
热力学第三定律
热力学第三定律定义
液液相平衡的应用
液液相平衡是指两种不同物质液体之 间达到平衡状态的过程。
液液相平衡在工业上有广泛应用，如 石油工业中的油水分离、化学工业中 的萃取过程等。
液液相平衡的原理
当两种液体混合达到平衡时，各组分 的浓度不再发生变化，系统达到动态 平衡状态。
05 相平衡的实验测定与计算 方法
实验测定方法
蒸气压测定
分子模拟法
利用计算机模拟分子运动，计算 分子间的相互作用力和相平衡常
数。
统计力学法
利用统计力学原理计算相平衡常 数，如Maxwell
分子动力学模拟
模拟分子在相平衡状态下的运动轨迹，分析分子 间的相互作用和排列方式。
Monte Carlo模拟
通过随机抽样方法模拟分子在相平衡状态下的分 布和排列，计算相平衡常数。
界面张力
相界面上的物质传递是相平衡的重要特征之一，界面张力的大小对于物 质在相界面上的吸附、溶解和传递等过程具有重要影响。研究界面张力 有助于深入理解相平衡的机制和规律。
物理化学-第六章__相平衡
第六章相平衡一．基本要求1．掌握相平衡的一些基本概念，会熟练运用相律来判断系统的组分数、相数和自由度数。
2．能看懂单组分系统的相图，理解相图中的点、线和面的含义及自由度，知道相图中两相平衡线的斜率是如何用Clapeyron方程和Clausius-Clapeyron方程确定的，了解三相点与凝固点的区别。
3．能看懂二组分液态混合物的相图，会在两相区使用杠杆规则，了解蒸馏与精馏的原理，知道最低和最高恒沸混合物产生的原因。
4．了解部分互溶双液系和完全不互溶双液系相图的特点，掌握水蒸汽蒸馏的原理。
5．掌握如何用热分析法绘制相图，会分析低共熔相图上的相区、平衡线和特殊点所包含的相数、相的状态和自由度，会从相图上的任意点绘制冷却时的步冷曲线。
了解二组分低共熔相图和水盐相图在湿法冶金、分离和提纯等方面的应用。
6．了解生成稳定化合物、不稳定化合物和形成固溶体相图的特点，知道如何利用相图来提纯物质。
二．把握学习要点的建议相律是本章的重要内容之一，不一定要详细了解相律的推导，而必须理解相律中各个物理量的意义以及如何求算组分数，并能熟练地运用相律。
水的相图是最简单也是最基本的相图，要把图中的点、线、面的含义搞清楚，知道确定两相平衡线的斜率，学会进行自由度的分析，了解三相点与凝固点的区别，为以后看懂相图和分析相图打好基础。
超临界流体目前是分离和反应领域中的一个研究热点，了解一些二氧化碳超临界流体在萃取方面的应用例子，可以扩展自己的知识面，提高学习兴趣。
二组分理想液态混合物的相图是二组分系统中最基本的相图，要根据纵坐标是压力还是温度来确定气相区和液相区的位置，理解气相和液相组成为什么会随着压力或温度的改变而改变，了解各区的条件自由度（在二组分相图上都是条件自由度），为以后看懂复杂的二组分相图打下基础。
最高（或最低）恒沸混合物不是化合物，是混合物，这混合物与化合物的最根本的区别在于，恒沸混合物含有两种化合物的分子，恒沸点的温度会随着外压的改变而改变，而且两种分子在气相和液相中的比例也会随之而改变，即恒沸混合物的组成也会随着外压的改变而改变，这与化合物有本质的区别。
相平衡物理化学电子教案
相平衡物理化学电子教案第一章：绪论1.1 课程简介本课程旨在帮助学生掌握相平衡的基本概念、原理和方法，了解相平衡在实际生产中的应用。
通过学习，使学生能够分析和解决相平衡问题，为后续的物理化学课程打下基础。
1.2 教学目标（1）了解相平衡的基本概念；（2）掌握相平衡的建立和计算方法；（3）能够分析实际问题中的相平衡现象。
第二章：相平衡的基本原理2.1 气态系统的相平衡2.1.1 气态系统的相律（1）道尔顿分压定律；（2）阿伦尼乌斯方程；（3）气态系统的相律表达式。
2.1.2 气态系统的相平衡计算（1）单一组分的气态系统；（2）多组分的气态系统。
2.2 液态系统的相平衡2.2.1 液态系统的相律（1）拉乌尔定律；（2）液态系统的相律表达式。
2.2.2 液态系统的相平衡计算（1）单一组分的液态系统；（2）多组分的液态系统。
2.3 固态系统的相平衡2.3.1 固态系统的相律（1）固态系统的相律表达式；（2）相变规律。
2.3.2 固态系统的相平衡计算（1）单一组分的固态系统；（2）多组分的固态系统。
第三章：相图及其应用3.1 相图的基本概念3.1.1 相图的定义；3.1.2 相图的表示方法；3.1.3 相图的类型。
3.2 相图的绘制3.2.1 气液相图；3.2.2 液液相图；3.2.3 固液相图；3.2.4 固气相图；3.2.5 固固相图。
3.3 相图的应用3.3.1 相图在材料科学中的应用；3.3.2 相图在化学工业中的应用；3.3.3 相图在其他领域的应用。
第四章：相平衡实验4.1 相平衡实验概述4.1.1 相平衡实验的原理；4.1.2 相平衡实验的方法；4.1.3 相平衡实验的设备。
4.2 气态系统的相平衡实验4.2.1 单一组分的气态系统实验；4.2.2 多组分的气态系统实验。
4.3 液态系统的相平衡实验4.3.1 单一组分的液态系统实验；4.3.2 多组分的液态系统实验。
4.4 固态系统的相平衡实验4.4.1 单一组分的固态系统实验；4.4.2 多组分的固态系统实验。
物理化学Lesson21-22 相平衡
复习在化工生产中对原料和产品都要求有一定的纯度，因此常常需要对原料和产品进行分离和提纯。
最常用的分离提纯方法是结晶、蒸馏、萃取和吸收等，这些过程的理论基础就是相平衡原理。
本章的内容分为两大部分，首先介绍各种相平衡系统所共同遵守的规律——相律和杠杆规则；然后介绍典型的单组分、二组分系统的基本相图。
一、基本概念物种数(S)和组分数(C)：C=S-R-R’自由度(F)：在不引起旧相消失和新相生成的前提下，可以在一定范围内独立改变的变量（性质）称为系统的自由度，用符号F表示。
二、相率（如何确定系统的自由度）独立变量数（自由度）=总变量数（T、P、P*S）-非独立变量数（方程式数）。
相率：F =C-P+2，外界影响因素：n=2三、单组份系统相图f =3－P。
即F的极限值为0。
因此可以说对于单组分体系其最多只有三相。
如何看相图：静态：几条线几个点把相图分成几个区域动态：恒压变温，恒温变压§6.3 二组分理想液态混合物的气－液平衡相图掌握二组分理想液态混合物的气－液平衡相图和液－固平衡相图，6.3.1 二组分系统相率和相图概述C=2，f=4-P ，P 大于等于1，所以自由度f 最大为3。
这三个变量通常是T ，p 和组成 x 。
所以要表示二组分系统状态图，需用三个坐标的立体图表示。
保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图。
保持温度不变，得 p-x 图 较常用 保持压力不变，得 T-x 图 常用 保持组成不变，得 T-p 图 不常用。
这节课我们主要要讲的两张图就是二组分气液平衡的P-x ，T-x 图 6.3.2 二组分气液平衡相图： 相图很大程度上受到液体溶解度影响二组分气－液平衡相图的分类：按两液体组分A 、B 之间相互溶解度的不同，区分为：液态完全互溶、液态部分互溶及液态完全不互溶三类。
液态完全互溶系统又分为理想液态混合物和真实液态混合物。
液态完全互溶的理想系统为例。
理想液态混合物概念：两个纯液体可按任意比例互溶。
物理化学第五章相平衡
二组分真实液态混合物的气－液平衡相图
(2)正偏差在p-x图上有最高点
由于A，B二组分对拉乌尔定律的正偏差很大，在p-x图上形成最高点，如左图。
在p-x图上有最高点者，在T-x图上就有最低点，这最低点称为最低恒沸点（minimum azeotropic point）
计算出对应的气相的组成，分别画出p-x(y)和T-x(y)图，如(b)，(c)所示。
在p-x图上有最低点，在T-x图上就有最高点，这最高点称为最高恒沸点（maximum azeotropic point）
计算出对应的气相组成，分别画出p-x(y)图和T-x(y)图。如图(b)，(c)所示。
*
二组分真实液态混合物的气－液平衡相图
*
二组分真实液态混合物的气－液平衡相图
对于 体系，若乙醇的含量小于95.57，无论如何精馏，都得不到无水乙醇。只有加入 ，分子筛等吸水剂，使乙醇含量超过95.57，再精馏可得无水乙醇。
*
二组分真实液态混合物的气－液平衡相图
（3）负偏差在p-x图上有最低点
由于A，B二组分对拉乌尔定律的负偏差很大，在p-x图上形成最低点，如图(a)所示。
*
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
l(A+B)
g(A+B)
C6H5CH3(A)
C6H6(B)
xB
yB
t/℃
140
120
80
100
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
y5,B
y3 ,B
y2 ,B
y4 ,B
y1 ,B
xB
x5 ,B
x4 ,B
物理化学-第五章 相平衡
* p* p p A B
1. 压力-组成图—p-x（y）
(3) 气相线的制作 气相线：液相蒸气总压与蒸气组成关系线。
* pB pB xB yB p p
* * p p* ( p p A B A ) xB
* pB xB yB * * p A +( pB p* A ) xB
讨论组分数（C）与物 种数（S）的关系： 例1：液态水 S=1=C 例2：任意量的PCl5（g）、PCl3（g）和 Cl2（g）构成的平衡系统。 1指的是系统存在一个化学平衡方程式 S=3 C=3-1
PCl5（g）= PCl3（g）+ Cl2（g）
0 vB B
5.1 相律
3.独立组分数（number of independent component） 在平衡系统所处的条件下，能够确保各相组 成所需的最少独立物种数称为独立组分数，用 字母C表示。
在平衡系统所处的条件下，能够确保各相组 成所需的最少独立物种数称为独立组分数，用 字母C表示。
讨论组分数（C）与物 种数（S）的关系： 例1：液态水 S=1 = C
5.1
相律
3.独立组分数（number of independent component） 在平衡系统所处的条件下，能够确保各相组 成所需的最少独立物种数称为独立组分数，用 字母C表示。
5.1
自由度(f)= 系统总变量 -关联方程式数
热力学 平衡系统 S种物种
ф个相
假设S种物种都可 溶于ф个相中
2通常指T， P两个变量
1）系统总变量
1
2
3 … … S系统总变量= NhomakorabeaS-1）ф +2
物理化学相平衡
3.2.2 水的相图
相图(phase diagram)：以T，p，x为坐标作图， 为坐标作图， 相图 ： ， ， 为坐标作图 称为相图，能直观地表达多相系统的状态随温度、 称为相图，能直观地表达多相系统的状态随温度、 压力、组成等强度性质变化而变化的图形。 压力、组成等强度性质变化而变化的图形。 单组分体系的自由度最多为2， 单组分体系的自由度最多为 ，双变量体系 的相图可用平面图表示。 平面图表示 的相图可用平面图表示。
§3.2 单组分体系
单组分体系的相数与自由度 C=1 当Pmin = 1 当P = 2 单相 两相平衡 f = 3 -P
f m ax = 2
双变量体系 单变量体系 无变量体系
f =1
f min = 0
当Pmax = 3 三相共存
对于两相平衡的体系， 对于两相平衡的体系，温度和压力之间存在 一定的依存关系。 一定的依存关系。
水 的 相 图 是 根 据 实 验 绘 制
水的相图
p / Pa
C
水
f
A
冰
610.62
P
O
D q B
273.16
水蒸气
647.3 T / K
三个单相区
气、液、固 p=2, f =1
P= 1, f =2
水的相图
p / Pa
C
三条两相平衡线
OA 气-液两相平衡线，终止 液两相平衡线， 临界点A（ ， 于临界点 （647.K， 2.2×107Pa），这时气-液界面 ），这时 × ），这时气 消失。 消失。 OB 气-固两相平衡线， 固两相平衡线， 理论上可延长至0K附近 附近。 理论上可延长至 附近。
难点： 难点：
（1）克-克方程及相图分析 ） 克方程及相图分析 （2）理想双液体系的 、T-x图及相图分析 ）理想双液体系的p-x、 图及相图分析
物理化学电子教案-第六章-相平衡
PS + 2
方程式数：
每一相中，因S个组成变量间存在
å
xB = 1
故系统中P个相中共有P个关联组成的方程。 又由相平衡条件，平衡时每种物质在各相中的化学势 相等，即
--相律表达式 它是 1875 年由吉布斯推导出来的。其中 C 为组分数，它等 于系统中物种数S减去独立的化学平衡反应数 R，再减去独
立的限制条件数R′。
3. 几点说明
（1）推导相律时，曾假设每一相中S 种物质均存在，但
是不论实际情况是否符合此假设，都不影响相律的形式：
某一相中若不存在某物质时，组成变量少一个，化学势方
相图——直观。
本章主要介绍相律和一些基本的相图，以及如何由实验数据
绘制相图、如何应用相图等等。
§6.1 相律
相律是Gibbs 1876年由热力学原理导出，用于确定相平衡系统
中能够独立改变的变量个数。
1. 基本概念
（1）相和相数 相—系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。 相数—系统内相的数目，用P表示。 例如，反应系统 FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g)
f 3
相律规定单组分体系相图的一般特征
F 3 P
Pmin = 1， F max= 2
在保持体系相的数目和相的形态不发生变 化的条件下，独立可变的热力学强度变量的数 目为2，为双变量系统，可用平面图表示。 单组分体系相图的坐标选取体系的热力学 强度变量一般为温度T和压力p。
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物理化学相平衡教案【篇一：《物理化学》教学大纲】《物理化学》教学大纲开课单位：化学与生物工程学院化学教研室学分：3总学时：48h（理论教学48学时）课程类别：必修考核方式：考试基本面向：生物工程专业一、本课程的性质、目的和任务物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系人手，来探求化学变化的基本规律的一门科学。
物理化学研究化学变化、相变化及其它有关的物理变化的基本原理，是材料学院和生物工程学院一门必修的基础课。
通过本课程的学习，学生应比较牢固地掌握物理化学基础知识和计算方法，同时还应得到一般科学方法的进一步训练，增长提出问题、分析问题和解决问题的能力。
科学方法的训练应贯彻在课程教学的整个过程中，特别是要通过热力学和动力学的学习，使学生能学会结合具体条件应用理论解决实际问题的一般科学方法。
二、本课程的基本要求1、启发学生对本课程的认识和学习热情，介绍本课程的主要内容和学习方法。
2、理解热力学状态函数的性质和应用，理解热力学三大定律的叙述及数学表达式。
3、理解溶液和相平衡原理及应用。
4、应用热力学定律，理解化学平衡的原理及应用。
5、理解电化学的基本原理及应用。
6、理解表面现象的性质及特点。
三、本课程与其它课程的关系本课程属理论课、基础课性质，它的目的是为后继课程打好基础，化工原理》、《现代分析检测技术》、《生物化学》、《生化工程》、《生化分离工程》等将应用本课程的基础理论及知识。
四、本课程的理论教学内容绪论介绍物理化学的研究对象及主要内容，研究方法。
结合实例说明物理化学理论学习的重要性，并激发学生学习物理化学的积极性。
第一章气体熟练掌握理想气体的状态方程，了解理想气体的微观模型。
掌握道尔顿分压定律和阿马格分体积定律条件及其应用。
了解真实气体pvt行为对理想气体行为的偏差。
第二章热力学第一定律理解下列热力学基本概念：环境和系统，状态函数，途径和过程，热和功，平衡状态。
理解并掌握热力学第一的叙述及数学表达式。
明确热力学能、焓、标准生成焓、标准燃烧焓、标准反应焓、热容的定义并会应用。
掌握在物质的p．v．t变化、相变化及化学变化过程中计算热、功和各种状态函数变化值的方法。
第三章热力学第二定律了解热力学第三定律。
掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式，并能一般应用。
掌握在物质的p．v．t变化、相变化及化学变化过程中计算熵、亥姆霍兹函数和吉布斯函数变化值的方法，理解热力学公式的适用条件，掌握熵增原理及平衡判据的一般准则。
理解偏摩尔量及化学势的概念。
第四章化学平衡明确标准平衡常数的定义，了解等温方程和等压方程的推导并会应用。
能利用热力学数据计算平衡常数及平衡组成，能判断一定条件下化学反应可能进行的方能分析t、p、组成等因素对平衡的影响。
第五章溶液和相平衡会从相平衡条件推导克拉佩龙和克拉佩龙——克劳修斯方程，并能用于计算。
理解拉乌尔定律及亨利定律并会应用于计算。
理解理想液态混合物的混合性质，理想稀溶液的依数性质。
理解相律的含义并会应用，掌握c．s．r．f的概念。
掌握单组分系统及二组分系统典型相图的特点和应用。
第六章电化学了解表征电解质溶液导电性的物理量(电导率、摩尔电导率)。
了解离子平均活度及平均活度系数的定义，掌握离子独立运动方程。
了解可逆电池的概念。
会推导能斯特方程，掌握电池电动势的计算及应用。
了解极化作用和超电势的概念。
第七章化学动力学基础明确反应速率、反应速率常数、反应级数的概念。
掌握零、一、二级反应的特征，并能进行计算。
了解阿仑尼乌斯方程及其应用，明确活化能的概念及其对反应速率常数的影响。
了解碰撞理论及过渡状态理论的基本概念。
五、本课程的重点、难点重点：热力学第一、第二定律，溶液与相平衡，电化学，化学动力学难点：热力学热二定律，相平衡，化学动力学六、学时分配在教学中拓展一些与物化有关的科学前沿知识，以及相关理论在工程实际中的应用情况，以提高学生的学习积极性；应用现代教学手段教学，如多媒体教学、投影胶片等辅助教学。
课程建设1、《物理化学》复习思考题2、《物理化学》试题库3、《物理化学》电教片，计算机辅助教学软件4、《物理化学》实验指导书5、《物理化学》实验报告八、教学参考资料（一）教材1、肖衍繁编著，《物理化学》，天津大学出版社，1997年（二）参考书1、邵光杰主编，《物理化学》，哈尔滨工业大学出版社，2002年2、蔡文娟主编，《物理化学》，冶金工业出版社，1997年3、董元彦等编，《物理化学》，科学出版社，2001年4、杜清枝等编，《物理化学》，重庆大学出版社，2001年5、汪存信等编，《物理化学》，武汉大学出版社，1997年【篇二：物理化学课程教案】第一章热力学第一定律及其应用2. 1热力学概论热力学的基本内容热力学是研究热功转换过程所遵循的规律的科学。
它包含系统变化所引起的物理量的变化或当物理量变化时系统的变化。
热力学研究问题的基础是四个经验定律（热力学第一定律，第二定律和第三定律，还有热力学第零定律），其中热力学第三定律是实验事实的推论。
这些定律是人们经过大量的实验归纳和总结出来的，具有不可争辩的事实根据，在一定程度上是绝对可靠的。
热力学的研究在解决化学研究中所遇到的实际问题时是非常重要的，在生产和科研中发挥着重要的作用。
如一个系统的变化的方向和变化所能达的限度等。
热力学研究方法和局限性研究方法：热力学的研究方法是一种演绎推理的方法，它通过对研究的系统（所研究的对象）在转化过程中热和功的关系的分析，用热力学定律来判断该转变是否进行以及进行的程度。
特点：首先，热力学研究的结论是绝对可靠的，它所进行推理的依据是实验总结的热力学定律，没有任何假想的成分。
另外，热力学在研究问题的时，只是从系统变化过程的热功关系入手，以热力学定律作为标准，从而对系统变化过程的方向和限度做出判断。
不考虑系统在转化过程中，物质微粒是什么和到底发生了什么变化。
局限性：不能回答系统的转化和物质微粒的特性之间的关系，即不能对系统变化的具体过程和细节做出判断。
只能预示过程进行的可能性，但不能解决过程的现实性，即不能预言过程的时间性问题。
2. 2热平衡和热力学第零定律－温度的概念为了给热力学所研究的对象－系统的热冷程度确定一个严格概念，需要定义温度。
温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡现象为基础。
一个不受外界影响的系统，最终会达到热平衡，宏观上不再变化，可以用一个状态参量来描述它。
当把两个系统已达平衡的系统接触，并使它们用可以导热的壁接触，则这两个系统之间在达到热平衡时，两个系统的这一状态参量也应该相等。
这个状态参量就称为温度。
那么如何确定一个系统的温度呢？热力学第零定律指出：如果两个系统分别和处于平衡的第三个系统达成热平衡，则这两个系统也彼此也处于热平衡。
热力学第零定律是是确定系统温度和测定系统温度的基础，虽然它发现迟于热力学第一、二定律，但由于逻辑的关系，应排在它们的前边，所以称为热力学第零定律。
温度的科学定义是由热力学第零定律导出的，当两个系统接触时，描写系统的性质的状态函数将自动调节变化，直到两个系统都达到平衡，这就意味着两个系统有一个共同的物理性质，这个性质就是“温度”。
热力学第零定律的实质是指出了温度这个状态函数的存在，它非但给出了温度的概念，而且还为系统的温度的测定提供了依据。
2. 3热力学的一些基本概念系统与环境系统：物理化学中把所研究的对象称为系统环境：和系统有关的以外的部分称为环境。
根据系统与环境的关系，可以将系统分为三类：（1）孤立系统：系统和环境之间无物质和能量交换者。
（2）封闭系统：系统和环境之间无物质交换，但有能量交换者。
（3）敞开系统：系统和环境之间既有物质交换，又有能量交换系统的性质系统的状态可以用它的可观测的宏观性质来描述。
这些性质称为系统的性质，系统的性质可以分为两类：（1）广度性质（或容量性质）其数值与系统的量成正比，具有加和性，整个体系的广度性质是系统中各部分这种性质的总和。
如体积，质量，热力学能等。
（2）强度性质其数值决定于体系自身的特性，不具有加和性。
如温度，压力，密度等。
通常系统的一个广度性质除以系统中总的物质的量或质量之后得到一个强度性质。
热力学平衡态当系统的各种性质不随时间变化时，则系统就处于热力学的平衡态，所谓热力学的平衡，应包括如下的平衡。
（1）热平衡：系统的各部分的温度相等。
（2）力学平衡：系统的各部分压力相等。
（3）相平衡：当系统不上一个相时，物质在各相之间的分配达到平衡，在相的之间没有净的物质的转移。
（4）化学平衡：当系统中存在化学反应时，达到平衡后，系统的组成不随时间变化。
状态函数当系统处于一定的状态时，系统中的各种性质都有确定的数值，但系统的这些性质并不都是独立的，它们之间存在着某种数学关系（状态方程）。
通常，只要确定系统的少数几个性质，其它的性质就随之而这定。
这样，系统体系的性质就可以表示成系统的其它的性质的函数，即系统的性质由其状态而定，所以系统的性也称为状态函数。
如系统的性质?f?系统的状态?当系统处于一定的状态时，系统的性质只决定于所处的状态，而于过去的历史无关，若外界的条件变化时，它的一系列性质也随之发生变化，系统的性质的改变时只决定于始态与终态，而与变化所经历的途径无关。
这种状态函数的特性在数学上具有全微分的特性，可以按照全微分的关系来处理。
状态方程描述系统性质关系的数学方程式称为状态方程式。
状态方程式的获得：系统的状态方程不以由热力学理论导出，必须通过实验来测定。
在统计热力学中，可以通过对系统中粒子之间相互作用的情况进行某种假设，推导出状态方程。
描述一个系统的状态所需要的独立变数的数目随系统的特点而定，又随着考虑问题目的复杂程度的不同而不同。
一般情况下，对于一个组成不变的均相封闭系统，需要两个独立变数可以确定系统的状态，如理想气体的状态方程可以写成t?f?p,v?（1）对于由于化学变化、相变化等会引起系统或各相的组成发生变化的系统，还必须指明各相的组成或整个系统的组成，决定系统的状态所需的性质的数目就会相应增加。
如对于敞开系统，系统的状态可以写成p,v,n1,n2,?的函数。
t?f?p,v,n1,n2,??2）（过程与途径过程：在一定的环境条件下，系统发生了一个状态变化，从一个状态变化到另一个状态，我们称系统发生了一个热力学过程，简称过程。
途径：系统变化所经历的具体路径称为途径。
常见的变化过程有：（1）等温过程系统从状态1变化到状态2，在变化过程中温度保持不变，始态温度等于终态温度，且等于环境温度。
（2）等压过程系统从状态1变化到状态2，在变化过程中压力保持不变，始态压力等于终态压力，且等于环境压力。
（3）等容过程系统从状态1变化到状态2，在变化过程中体积保持不变。
（4）绝热过程系统在变化过程中，与环境不交换热量，这个过程称为绝热过程。