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化学热力学基本概念


(2)敞开系统 与环境既有能量传递,又有物质传递的
系统。 (3)隔离系统 与环境既无能量传递,又无物质传递的
系统,或称孤立系统。
如果以杯中水为研究对象,试判断下列各是什么系统? ① 打开盖子的茶杯;②盖上盖子的茶杯;③假设杯壁和 杯盖是绝热的,那么盖严盖子的保温杯。
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§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础 三、系统的性质
300K 0.1Mpa 0.015m3
恒容过程
系统这种由同一始态,变化到同一终态的不同经 历,称为途径。
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§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础
系统的状态是系统热力学性质的综合表现。
确切的说,是系统物理性质和化学性质的综合表现。
系统性质与状态是一一对应的。在热力学中又将描述系统 状态的性质称为状态函数。 状态函数的基本特征是 ①状态函数的变化值等于终态值减去始态值,而与所经 历的途径无关。即 △X=X2-X1 (3-1)
§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础 一、化学热力学
热力学是研究自然界中与热现象有关的各种状态变化 和能量转化规律的科学。应用热力学基本原理研究化学变
化过程中能量转化规律的科学,称为化学热力学。
化学热力学的基础是热力学第一定律和热力学第二
定律。主要研究化学变化及与之有关的物理变化过程中
(3)恒外压过程
(4)恒过程 (5)绝热过程
p环=常数;
V1=V2=常数; 系统与环境间无热交换的过程,Q=0;
(6)循环过程 系统经一系列变化后又回到始态的过程; (7)可逆过程 无限接近平衡,且没有摩擦力条件下进行 的理想过程。
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§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础
P T n 系 统 恒 温 槽
图3-1 恒温可逆过程示意图
2.途径
【实例分析】某理想气体的p、V、T变化如下
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§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础
300K 始态 0.3Mpa 0.005m3
途径Ⅰ
恒压过程
900K 终态 0.3Mpa 0.015m3
途径Ⅱ
恒温过程
(1)广延性质 数值大小与系统中物质的数量成正比。
例如,m、n、V 等。 (2)强度性质 数值大小与系统中物质的数量的多少 无关。例如,T,P 等。
两个广延性质的比值为强度性质。如Vm、xB、MB等。 说明:
四、状态和状态函数
【实例分析】如果以钢瓶中的乙炔气为研究对象,那么 在一定条件下,钢瓶内气体的m、n 、MB 、T、P、V 等宏 观性质一经确定,系统的状态就已确定;反之,系统的状态 确定以后,其宏观性质均有唯一确定值。
能量效应(功、热和热力学能)的计算。
二、系统和环境
热力学研究的对象,称为系统;与系统密切相关的部分 为环境。
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§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础
根据系统与环境之间有无物质及能量传递,可将系统分 为三类。 (1)封闭系统 与环境只有能量传递,而没有物质传递 的系统。
其无限小变化是全微分dX。 ②若系统经历一个循环过程时,所有状态函数的改变量均
为零。
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§3–1 化学热力学基本概念 第三章 化学热力学基础 五、过程与途径
1.过程
系统状态发生变化的经过称为热力学过程,简称过程。 (1)恒温过程 T1=T2=T环=常数; (2)恒压过程 p1=p2=p环=常数;
可逆过程是以无限小的变化量(如dp、dT),在无限 接近平衡状态下进行的无限缓慢的过程。其特征是,按与
原方向相反的步骤,使过程逆转,可以使系统和环境完全
恢复到原来的状态。见图3-1。 不可逆过程系统回到原状态 后,环境必定发生变化(环境失
细 沙
P环
去功,而得到了热),因此没有
使系统和环境都完全恢复到原来 的状态。
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