(物化课件)1.1能量守恒

②
②
( 10℃，105 Pa)
常见的热力学过程有以下几种: l 定（等）温过程: T2 = T1 = Te (环境温度） l 定（等）压过程： P2 = P1 = Pe (环境压力） l 定（等）容过程： V2 = V1 l 绝热过程： Q = 0 l 循环过程： 体系由某一状态出发，经一系
列变化后又回到原来的状态。 循环过程发生后，体系的所有状态函数的改变值 都为零。
非体积功W′: 除体积功之外的其他功,如电功, 机械功,表面功等
总功：
W = We + W′
We = －∫PedV
（1）变化过程中有体积功交换的条件为何？
反抗外压、体积变化是产生体积功的必要条件
（2）自由膨胀（向真空膨胀）或定容过程： We=?
自由膨胀（向真空膨胀）：pe= 0
We= 0
定容过程：Δ V=0 We = 0
5．功和热
（1） 热：Q ( J、kJ ) 由于温度不同而在体系和环境间传递的能量。
符号规定：体系吸热，Q 为正值＋；
体系放热，Q 为负值－。
（2） 功: W ( J、kJ ) 除热以外的, 其它各种在体系和环境间传递的能量。
符号规定: 体系对环境做功，W取负值－；
环境对体系做功，W取正值＋；
思考：热和功是状态函数吗？ 结论：热和功不是状态函数，是途径函数
课堂练习三:如图,一绝热容器中放有绝热、无质量和无摩擦的活塞,
1．体系和环境
体系（系统） --- 所研究的对象； 环境 --- 与体系相关联的其余部分。
l 敞开体系 --- 体系与环境之间既有物质的交换 又有能量的交换；
l 封闭体系 --- 体系与环境之间没有物质的交换 只有能量的交换；
l 孤立（隔离）体系 --- 体系与环境之间既无 物质的交换又无能量的交换；
可以用体系的一系列性质来描述体系的状态。
性质有定值
状态一定
性质发生改变
状态发生变化
课堂练习二：
体系的同一状态是否具有不同的体积？体系 的不同状态是否能具有相同的体积？体系的 状态改变了，是否所有的性质都要发生改变？ 体系的某一性质改变了，是否其状态必定发 生变化？
状态函数 --- 用来描述体系状态的那些性质。
例：以水为体系 1. 开盖的热水瓶中的水 2. 加盖的热水瓶中的水 ( 热水瓶保温性能差 ) 3.加盖的热水瓶中的水 ( 热水瓶保温性能好 )
封闭（或敞开）体系 wenku.baidu.com 环境 = 孤立体系
体系
交换物质 环境
交换能量
例：
体系 物质交换 能量交换
H2 O(l)
有
有
H2 O(l)+ H2 O(g)
无
有
H2 O(l)+H2 O(g) + 电炉丝+ 电源
每次满分9分
期末考核成绩不及格者（高水平运动员除外），只登记该门课 程的期末考核成绩，该门课程必须重修。
三．主要参考书
《物理化学》 上、下册， 南京大学 ，
傅献彩等编 ， 高等教育出版社
《物理化学简明教程》
山东大学，
印永嘉等编， 高等教育出版社
《物理化学》 清华大学， 王军民等编 ， 清华大学出版社
△T = T2 － T1 △V = V2 － V1
△P = P2 － P1 △U = U2 － U1
4．过程与途径
过程 --- 状态变化的经过。 途径 --- 完成变化的具体步骤 （即由同一始态到相同终态的不同方式）
例如：1mol H2O ( l ) 的定压升温过程
（20℃，105 Pa） ①
( 30℃, 105 Pa)
无
无
等
体系类型 敞开体系
封闭体系 孤立体系
H2O(g) H2O(l)
电炉丝
课堂练习一：判断下列说法的正误 （1）绝热的封闭体系就是隔离体系； × （2）不做功的封闭体系未必是隔离体系； √ （3）吸热又做功的体系是封闭体系； × （4）与环境有化学作用的体系是敞开体系 √
2．体系的性质
体系的性质 --- 足以确定体系状态的各种宏观物理量。 l 广度性质 --- 其数值与体系中物质的量成正比， 具有加和性；
《物理化学》 普通高等教育“十一五”国家级规 划教材，
董元彦等主编 ， 科学出版社
四．如何学好物理化学
1.课前预习，课后复习，培养自学能力 2.多做习题，学会解题方法 3.抓住重点，善于总结 4.重视物理化学实验
第一章 热力学第一定律
热力学—能量相互转换过程中所遵循的规律
§1-1 热力学基本概念
例 始态
Q1,W1
终态
T1、P1、V1、U1
Q2,W2
T2、P2、V2、U2
Q1≠ Q2 W1≠W2
判断下列说法是否正确： 1、这堆木炭具有5kJ的热量 × 2、体系的温度越高，则热量越多 ×
功的种类：
体积功We : 对抗外压使体系的体积发生
变化所做的功;
δWe = －PedV We = －∫PedV We = －Pe△V
如 m、V、Cp、Cv、U、H、S、G 等
l 强度性质 --- 其数值与体系中物质的量无关， 不具有加和性；
如 T、P、C、ρ、Vm、Cp,m、Sm 等
广度性质1 /广度性质2 = 强度性质
3．状态与状态函数
状态---体系的物理性质和化学性质的综合表现。 始态 --- 体系发生变化前的状态； 终态 --- 体系发生变化后的状态。
状态函数的特点 --- 其改变值只取决于体系的
始终态，与变化的途径无关。在数学上，状 态函数的微小变化是全微分，可进行积分。
例： n mol 理想气体 V = f ( T, P )
dV ( V T)pdT ( V P)TdP
① 例 始态
T1、P1、V1、U1
终态
T2、P2、V2、U2
T3、P3、V3、U3 ②
构。结构化学和量子化学。 4. 其它分支 ------ 光化学、电化学、表面
化学、胶体化学等， 它们的原理和方法仍属于化学热力学、 化学动力学和物质结构的范围。
书上各章节比例和基本要求
二．物理化学课程的评分标准（学分3，48 学时）
考试成绩：60%，闭卷考试
平时成绩：40%
出勤率：4%，四次 作业：36%，四次，
绪论
一．物理化学的主要任务
2．化学变化的速率和机理问题 ---- 属于化学动力学的研究范畴
l 一个化学反应的速率有多大？ l 反应是经过什么样的机理进行的？ l 外界条件如温度、溶剂、浓度、催化剂等
因素对反应速率有什么影响？
l 如何控制反应进行的速率？等等
3．物质的性质与其结构之间的关系问题 ------ 属于从微观角度研究物质结