1-热力学第一定律

一定的环境条件下，系统状态所发生的变化。
物 理 变 化 过 程 化 学 变 化 过 程 单纯P-V-T变化 相变化 恒温过程 恒外压过程 恒压过程
恒容过程
绝热过程
循环过程
2、途径
始态A
途径Ⅰ
终态B
二、 热力学第一定律
• 1、热力学能-U
系统内部所有微观粒子的能量总合。 要点： 1、是系统的状态函数； 2、绝对值不可知；
回顾： 1、热力学第一定律的数学表达式
2、什么是非体积功？
U Q W dU Q W
三 、 恒容热与恒压热
【恒容热】
当系统不做非体积功的恒容过程与环境交换的热恒容热
QV U
【焓——H】 定义： 特点：
QV dU
H U PV
1、是系统的状态函数； 2、绝对值未知；
（ （
√ （×
小结：
• 1、掌握理解系统、状态函数、热、功、 热力学能等基本概念。 • 2、掌握热力学第一定律。 • 3、了解恒容热、恒压热和焓。
U U 2 U1
3、理想气体的热力学能只与温度有关，与体积、 压力无关。
U f (T )
思考： 1、循环过程ΔU是多少？（
0）
2、理想气体经恒温变化过程ΔU是多少？ （0）
• 2、热-Q 由于温差而引起交换的能量。 规定：系统吸热为正
Q＞0
系统放热为负
Q＜0
热是过程量，与过程有关是非状态函数 常见的热： 化学反应热、 相变热或潜热、显热
• 3、功-W
除热以外以其他形式交换的能量。 规定： 系统从环境得功为正 （1）体积功-W W＞0 系统对环境做功为负 W＜0
V2百度文库
W p环境 dV
（2）非体积功-Wˊ
W
V1
p环境dV
【热力学第一定律】
• 1、表述 （1）隔离系统中能量的形式可以相互转化，但能量的总数 值不变。 （2）第一类永动机不可能制造成功。 • 2、数学表达式—封闭系统
＞ 0、W ＞ 0、 1、如果以水为系统则：Q----------＞ ΔU------0 2、如果以水+电阻丝为系统则： ＜ ＞ 0、ΔU-----＞ 0 Q--------0、W-------3、如果以电阻丝为系统则： ＞ 0、ΔU-----＞ 0 ＜ Q--------0、W-------4、如果以水+电阻丝+电源为系统则： ＜0 ＜ 0、W-------= 0、ΔU-----Q--------5、如果以水+电阻丝+电源+容器为系统则： = Q--------0、W-------= 0、ΔU-----= 0
1、状态函数是系统的单值函数，系统 状态函数的性质 状态一定，状态函数均有确定的值。 2、状态函数的差值仅决定于系统的始 终态，与过程无关。 【热力学平衡态】 在没有外界条件影响下，如果系统在所有状态函 数均不随时间而变化，则系统处于热力学平衡态
热平衡
力平衡
相平衡
化学平衡
【过程和途径】
1、过程
途径Ⅱ
U Q W
dU Q W
• 例如： 某机器工作1小时，对外做功1000J，同时放热50J， 问该机器1小时消耗多少电功？
W 1000J Q 50J U Q W 1000 50 1050J
练习：
如图，一个绝热容器中的水以电阻丝加热，如果选择下列不同 的物质为系统请判断Q、W、ΔU大于0、小于0还是等于0。
物理化学 Wulihuaxue
复习：• 1、理想气体状态方程 • 2、道尔顿分压定律
PV nRT
P PB
B
第七章 热力学第一定律
一、 基本概念 【系统和环境】
1、敞开系统 2、封闭系统 3、隔离系统
【状态函数】 状态函数：与系统状态所对应的宏观性质。
例如： 温度T、 压力P、 体积V ……
3、理想气体的焓只与温度有关与压力、体积无关。
【恒压热】
系统进行没有非体积功 的恒压过程时与环境交换的热-QP
在没有非体积功 的恒压过程中系统 所 QP dH 吸收的热-QP等于焓变。 练习： 判断下列说法是否正确： （
QP H
× √
）1、焓虽然是系统的状态函数但只有恒压过程才有 焓，其他过程没有焓存在。 ）2、在没有非体积功的恒容过程中，系统所吸收的热 全部用来增加热力学能。 ）3、在恒压过程中，系统所吸收的热 全部用来增焓。 ）4、在没有非体积功的恒压过程中，如果系统放热 焓必然减少。