第一章热力学第一定律及应用(1-5节)

1、物理化学,邓加旭，副教授。1986年毕业于四川师大化学系。 主讲无机化学有机化学分析化学物理化学化学与社会,教师简介,物理化学基本内容,化学热力学 化学动力学 电化学 光化学 表面化学,量子力学 统计热力学,研究方法 宏观方法 微观方法 宏观与微观方法,学习方法 打好基础 深入理解公式的含义、使用条件，切忌死记硬背，掌握方法 加强练习，练习时一定要分析过程和条件，切忌硬套公式,第一篇 化学热力学,热力学基础与内容,热力学第一定律-能量转化与守恒 热力学第二定律-能量转化的方向与限度 热力学第三定律-揭示化学平衡的本质,热力学的方法和局限性,方法,局限性,研究大量粒子所构成的宏观体系 只考虑变化

2、前后的净结果 能判断变化能否发生以及进行到什么程度,只考虑整体行为 只判断过程能否发生，不知其原因 不能预示过程的速度,基本概念,体系 环境,敞开体系 有物质交换 有能量交换,体系的分类,封闭体系 无物质交换 有能量交换,孤立体系 无物质交换 无能量交换,体系的性质与状态 描述体系热力学状态的性质称热力学变量,广度性质 数值与物质的数量成正比 V C U H S G,强度性质 数值与物质的数量无关 T P Vm Cm,状态 体系的物理性质与化学性质的综合表现,体系性质的数值与状态间所保持的一种函数关则此性质即为状态函数U S G A H,状态函数的特征： 1）状态确定，状态函数有唯一值 2）状

3、态函数的改变值与过程无关,状态函数的微小变化为全微分,热力学平衡态,热平衡 力平衡 相平衡 化学平衡,过程与途经 过程-系统发生的任何变化 单纯状态变化 相变化 化学变化,热力学第一定律,热力学第一定律的表达式,功与过程,定温定量理想气体克服外压 体积从V1膨胀到V2所作的功,自由膨胀,等外压膨胀,多次等外压膨胀,(1)克服外压为 ，体积从 膨胀到,(2)克服外压为 ，体积从 膨胀到,(3)克服外压为 ，体积从 膨胀到,无限缓慢膨胀-可逆,功与途径有关 同一过程，途径不同，功的大小不相同 可逆膨胀，体系对环境作最大功 可逆压缩，环境对体系作最小功,功与过程小结,热与过程,定压热（焓H ）-,两

4、V相等的容器于水浴中，左球充满气体，右球为真空（如图1）,结果:水T不变，即Q=0； 体系V不变 W=0； 该过程的,盖吕萨克1807年， 焦耳在1843年实验,打开活塞，气体由左球冲入右球，达平衡（如图2）,相变热（焓）,热容C,热力学第一定律的应用,等压过程,等容过程,等T过程,绝热压缩， U增加, 使体系温度升高 绝热膨胀， U下降, 使体系温度降低,绝热过程,黄色-等压面；兰色-等温面；红色-等容面。,理想气体等温可逆膨胀AB作的功大于绝热可逆膨胀AC所作的功,如图,向真空膨胀,可逆相变,不可逆相变设计为可逆过程,热力学第一定律在化学反应中的应用,反应热Q,与 的关系,反应热 的计算,（1）-（2）得,例如：求C(s)和 生成CO(g)的 反应热。,已知:（1） （2）,由生成焓求反应焓,例如：在298.15 K时HCl(g)的