① 均相系统 单相系统 无界面，如：混合气体、NaCl水溶液等 ② 非均相系统 多相系统 有界面，如：不相溶的油和水
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第二节 热力学第一定律
一、热和功
系统与环境发生能量交换，有两种形式： -----热和功。热和功单位：J、kJ。
1. 热(heat)
当系统与环境之间因温度的差别而引起了能量交换， 这种被传递的能量称为热，以符号Q表示。
◆标准状态：在温度T 和标准压力pө = 100 kPa下的 该物质的状态，简称为标准状态。(气，固，纯液) ◆ 溶液中溶质B的标准态为：压力p = pө，物质的 量浓度为1 mol·L-1
化学热力学的标准状态未对温度有限
定，任何温度下都有标准状态
编辑ppt ----能量守恒定律
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◆热力学第一定律的数学表达式
始态 U1
体系吸热Q 体积功W
终态 U2
ΔU =Ｕ２－Ｕ１＝ Q + W
封闭系统发生状态变化时，其热力学能的变化 等于系统吸收的热量与环境向系统做功之和。
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三、标准状态
状态函数如热力学能U，在不同的状态时有不 同的数值
规定一个状态作为比较的标准
（根据它与体系中物质的量的关系）
①广度性质。此种性质在一定条件下有加和性， 即数值与体系中物质的量成正比，是体系中各部 分的该性质的总和。如:质量、体积等。
②强度性质。此种性质的数值不随体系中物质的 量而改变，不具有加合性。它仅由体系中物质本 身的特性所决定。如:温度。
编辑pptຫໍສະໝຸດ 8４. 过程 (process)
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（１） 敞开系统：系统与环境之间既有物质交 换，又有能量交换。
（２）封闭系统: 系统与环境之间只有能量
交换，而没有物质交换。
（３）孤立系统：系统与环境之间既没有物
质交换也没有能量交换。
（1）
（2）
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（3）
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2. 状态(state)和状态函数(state function)
◆ 当系统的宏观性质如压力（p）、温度（T）、
（２） 等压过程：如果系统始态、终态压力相等， 并且系统状态变化是在等压条件下进行，这个过 程称为等压过程。
（３）等容过程：如果系统始态、终态容积相等， 过程中始终保持同样的容积，这个过程称为等容 过程。
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5. 相(phase) ◆ 系统中物理性质和化学性质完全相同，与其它部
分明确分隔开来的一个均匀部分称为一相。
化学热力学是从能量的角度来研究化学反应的
化学热力学不能解决反应速率问题
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二、热力学的一些基本术语
1. 系统（体系）与环境 ◆系统或体系(system)：作为研究对象的部分 ◆环境(surrounding)：体系以外与之相关的部分
◆ 体系的分类
敞开体系(open system) 封闭体系(closed system) 孤立体系(isolated system)
体积（V）、物态、物质的量（n）、密度（）等，
在一定条件下，这些性质不再随时间而变化，则 系统就处于一定的状态。如果其中的一个或多个 参数发生改变时，体系的状态就发生了改变，即 由一种状态转变为另一种状态。
系统的状态是系统的所有宏观性质的综合表现
◆ 用来描述系统状态的物理量（p、T、V、
n …）叫做状态函数
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状态函数的特征
（１） 体系状态一定，状态函数值一定
状态一定，值一定 （２） 体系变化时，状态函数值的变化只与
体系始态和终态有关，而与变化途径无关 殊途同归变化等
（３）体系发生一系列变化后恢复到原状态 时，状态函数恢复原值。即变化值为零 周而复始变化零
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0.5 10 5 Pa 4 dm3
◆ 当系统从一种状态变成另一种状态时，就说 系统发生了一个过程。
如：固体溶解、液体蒸发等
◆ 系统的状态变化过程经常涉及到 p、V、T 的 变化，据此分类：
等温过程 等压过程 等容过程
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（１） 等温过程：如果系统的始态、终态温度相 等，并且系统状态变化是在等温条件下进行，这 个过程称为等温过程。
• 分子内电子运动的能量 • 原子核内的能量 • 分子间作用能…..
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◆ 任何系统在一定状态下热力学能是一个定值， 换言之，热力学能(U)是状态函数。 ◆热力学能的绝对值难以确定，当状态发生变化 时，ΔU的值仅取决于系统的始态和终态，即系 统的始态和终态一定，热力学能变化量ΔU一定。
2. 热力学第一定律 (first law of thermodynamics) ◆ “自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不 同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在 转化的过程中，不生不灭，能量的总值不变”
1 10 5 Pa 2 dm3
途径 I 途径 II
2 10 5 Pa 1 dm3
4 10 5 Pa 0.5 dm3
p = p终 － p始 = 2 10 5 － 1 10 5
= 1 10 5 ( Pa )
V = V终 － V始 =1－2 = － 1 （dm3 ）
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３. 体系性质的分类
若系统吸热，Q取正值，即Q 0 若系统放热，Q取负值，即Q 0
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2. 功(work)
除热之外，在系统和环境之间被传递的其它 能量，称为功，以符号W表示。
若环境向系统做功，功取正值(W 0) 若系统向环境做功，功取负值(W 0)
功和热都与过程有关，不是状态函数
（１） 体积功
由于系统体积变化而与环境交换的功，称为体积功或膨胀功
（２）非体积功
体积功外的所有其他形式的功称为非体积功。如电功，表面
功等。
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二、 热力学能
1. 热力学能(thermodynamic energy)
它是系统内各种形式的能量的总和，也叫内能 (internal energy)，用符号U表示。
热力学能包括
• 系统中分子的动能 （平动、转动、振动）
第4章 化学热力学基础
第一节引言
化学反应，要考虑四个方面的问题
＊ 反应能否自发进行。 ＊ 反应限度问题。 ＊ 反应速率如何？ ＊ 反应的反应历程或反应机理。
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一、热力学
热力学：讨论反应过程中能量相互转变规律 的一门科学。
化学热力学:用热力学的理论和方法研究化学反 应过程的能量变化问题、化学反应方向问题以 及化学反应进行的程度问题。