第二节 热力学基本概念
六、热和功
热和功是能量传递或交换的两种形式：
1、热（heat）-- 由系统与环境之间的温差而引起的能 量传递称为热，用符号Q 表示。 Q的取号：
系统吸热为正，Q>0； 系统放热为负，Q<0 。
2、功（work）--除热以外，系统与环境之间其他一 切被传递的能量称为功，用符号W表示。
如理想气体的状态方程： pV=nRT
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第二节 热力学基本概念
例题 1．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是
(A) T，p，V，Q ； (B) m，Vm，Cp，∆V ； (C) T，p，V，n ； (D) T，p，U，W 。
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V、n、m、U、G、S 强度性质：其数值取决于系统的特性而与系统内所含物质
的数量无关，不具有加和性的性质。如：P、T、ρ 两者关系： 广/广=强 如：m/V= ρ 若系统所含物质的量是单位量，系统广度性质就成为强度
性质，如体积是广度性质，而摩尔体积为强度性质。
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第一节 热力学概论
一、热力学研究的基本内容
二、化学热力学研究的内容
三、热力学的方法和局限性
重宏观轻微观 重状态轻过程
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第二节 热力学基本概念
一、系统（体系）与环境
系统：将一部分物质从其它部分中划分出来，作为研究 的对象，称为系统。
环境：系统之外与系统密切相关的物质和空间称为环境。
状态函数的特点：
状态函数是系统状态的单值函数，状态确定，状态函数确定。
状态函数的改变量只与始、终态有关，与过程变化的途径无 关，若系统经历一循环后又重新回到原态，则状态函数必定恢 复原值，其变化值为零。 状态函数的微小变化在数学上是全微分。如一定量的理想气
体，其体积是温度和压力的函数V=f（T，p），其全微分为：
dV


V T
dT p

V p
T
dp
环路积分 ∮dV=0
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第二节 热力学基本概念
不同状态函数构成的初等函数（和、差、积、商数值还原。”
（二）状态方程 系统各状态函数之间的定量关系式。
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第二节 热力学基本概念
途径 系统完成某一状态变化所经历的具体步骤。
过程和途径的关系：
途径1
恒温过程
状态1
恒压过程
始态
终态
恒压过程
途径2
状态2
状态3
恒温过程
途径由一个或几个过程组成。
绝热过程
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第二节 热力学基本概念
完整的描述一个过程，应指明体系的始态、终态、 外界条件和变化的具体步骤。
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第二节 热力学基本概念
三、热力学平衡态
如果系统的性质不随时间而变化，则该系统就处于热力学平 衡态。 热力学平衡态应同时满足如下平衡： 1、热平衡：系统内温度处处相同 2、力学平衡：系统各部分之间及系统与环境之间没有不平
衡的力存在 3、相平衡：系统内各相的组成和数量不变 化学平衡：系统内反应达到平衡，化学组成不变
系统与环境是共存的，系统与环境之间具有一个实 际存在或想象的界面存在，讨论问题时必须考虑两者间 的关系。
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第二节 热力学基本概念
系统根据与环境之间能量传递与物质交换的不同分为三 种： (1)敞开系统：系统与环境之间既有物质的交换，又有能
量的传递。 (2)封闭系统：系统与环境之间没有物质的交换，只有能
第二节 热力学基本概念
五、过程和途径
过程 当外界条件发生改变时，系统的状态随之发生变化，系统状
态发生的一切变化称为过程。 过程可分为简单状态变化过程、相变过程、化学变化过程。
热力学常见过程分类： 等温过程：系统温度一直不变，T1=T2=T(环)=常数 等压过程：系统压力一直不变，P1=P2=P(环)=常数 等容过程：系统的体积一直不变，V=常数 绝热过程：系统与环境之间没有热传递 循环过程：体系经过一系列变化，又恢复到原来状态
例：
1mol理想气体由25℃、200kPa,恒温向真空膨胀到
100kPa。
25℃,200kpa，V1
真空膨胀
25℃,100kpa，V2
1mol理想气体由25℃、200kPa,恒温反抗100kPa至
平衡。
25℃,200kpa，V1
反抗恒外压
25℃,100kpa，V3
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量的传递。 (3)孤立系统：系统与环境之间既无物质的交换，也无能
量的传递。又称隔离系统。 例子：保温瓶
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第二节 热力学基本概念
二、系统的性质
描述系统状态的物理量称为系统的性质，如体积、质量、 压力、温度、内能等。系统的性质也称为系统的热力学变量。
根据系统性质与系统中物质数量的关系，系统性质可分为 两类： 广度性质：与物质的数量成正比，具有加和性的性质。如：
第一章 热力学第一定律
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目录
第一节 热力学概论 第二节 热力学基本概念 第三节 热力学第一定律 第四节 体积功与可逆过程 第五节 焓 第六节 热容 第七节 热力学第一定律的应用 第八节 热化学 第九节 化学反应热效应的计算
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如不特殊说明，系统的状态就是指系统处于热力学平衡状 态，将系统变化前的状态称为始态，变化后的状态称为终态。
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第二节 热力学基本概念
四、状态函数与状态方程
什么是系统的状态？ 系统的状态是系统一切性质的综合表现。 系统的任一性质发生改变，系统的状态必然改变；系统 的状态发生了改变，表示其某些性质发生改变。
P1、V1、T1 系统性质改变 P2、V2、T2
状态1（始态）
状态2（终态）
如何描述系统的状态？ 采用易于直接测定的强度性质和一些必要的广度性质来描述， 常用温度、压力和各物质的量。
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第二节 热力学基本概念
（一）状态函数
由系统状态确定的各种热力学性质，称为系统的状态函数， 如温度、压力、物质的量等等。