状态：指体系的宏观性质的综合表现.如T, p,V, n,
U , S 等。
状态函数：若任一个条件发生变化,则体系的状态也 要发生变化, 那么决定体系状态的那些条件为 状态函数。
如 p V= n R T ， 当p, V, n, T四个物理量一定时,气
体的状态也就定了, 这四个量为状态函数。 注意:功和热不是状态函数。
人为划分出来作为研究对象的物质部分为体系, 与体系有关的其它物质部分为环境。
体系与环境之间不一定有明显的界面。 体系分为三类: 1. 敞开体系(open system) 2. 封闭体系(closed system) 3. 隔离体系(isolated system)
二. 状态和状态函数
(state and state function)
量交换。
四. 热和功 (heat and work)
1.热: 体系与环境间，因温度的差别而引起的能量交
换（Q）。
规定体系吸热时，Q 为值正 Q>0, 反之为负值 Q<0.
2.功：除热只之外，其它在系统与环境间被传递的能量
都为功（W）。 规定体系对环境做功时，功为负值
环境 热
W<0, 反之为正值 W>0。
一般有: 1.等温过程(isothermal process): T始= T终= T环 2.等压过程(isobar process): p始= p终= p环 3.等容过程(isovolume process): V始= V终 4.绝热过程(adiabatic process): 过程中体系与环境无热
Q﹥
Q﹤
体系
w﹥
w﹤
功
五.内能或热力学能 （internal energy or thermodynamic energy）
体系内各种形式的能量总和 （U）。如分子的
转动、振动、平动能，电子运动和原子 核内的能等。 但不含系统整体的动能和位能。
目前不能测得内能的绝对值。但在体系的变化 过程中，内能的变化值△U是可以知道的。
主要回答诸如化学反应过程中吸收或放出的 热量、化学反应的自发性(即两种物质之间能否发 生化学反应)以及化学反应的限度(反应完成之后 反应物的量与产物的量之间的关系)等化学家十分 关注的一类基本问题。
3.1.1 基本概念和术语 Fundamental concepts and terms 一.体系（系统）和环境 (system and surrounding)
四.体积功或膨胀功 (volume work or expansion work): 化学反应中最常见的能量变化是以热能表现出来,
即反应热效应。但在一定条件下, 也可以机械能形式 表现出来, 最常见的就是气体膨胀, 即反抗外压做膨胀 功。
从一个汽缸内活塞运动分析可得: W=－p外△V or δW =－p外d V 这里仅考虑体系的膨胀功。
第3章
化学热力学初步
Chapter 3 Primary Chemical Thermodynamics
3.1 热化学和焓
3.2 熵和熵变—反应自发性的一种 判据
3.3 自由能——反应自发性的最终判 Nhomakorabea据3.1 热化学和焓 Thermochemistry and enthalpy
热力学是研究各种形式能量相互转化时遵循 的规律。将热力学原理和方法用于研究化学问题 产生了化学热力学(Chemical thermodynamics)。
0.89 0.45
Cm。
Hg (l)
0.14
C (s)
0.71
Solution
C m n D Q T(1 m 1)3 .0 o ( .9 JK l0 8 ) 2.1 5 Jm 1o K 1 l
三.热力学第一定律 (Fist law of thermodynamics)
热力学第一定律实际上就是能量守恒和转化定
使某物体温度升高1K时所需的热量。热容除以
物质的量得摩尔热容 (Molar heat capacity) Cm
Q = n Cm DT
物质
比热容 (J/℃·g)
H2O (l)
4.18
100.0 J 的热量可使 1mol H2O (s)
2.03
铁的温度上升 3.98 K,求铁的
Al (s) Fe (s)
五.热效应的测定 (heating effect measurement)
★ 热量计 测定化学反应热效应的装置叫热量计
(calorimeter) 其测定原理可简单表示如下：
一定量 物质反 应放出 的热量
Qx
热量计，状态B，TB 热量计，状态A，TA
已知量 的电能 放出的
能量
Qe
测量恒容反应热的装置
3.1.2 化学和物理变化过程中的热效应
Heat effect during the chemical and physical processes
一.热效应(heat effect)
指各类过程中放出 或吸收的热量，研究纯 物质化学和物理变化过 程中热效应的学科叫热 化学。
二. 热容（heat capacity, c）
相(phase):体系中物理性质和化学性质完全相同的任 何均匀部分。相和相之间有明显的界面。相 又分为均相体系(或单相体系)和非均相体系 (或多相体系)。
强度性质（intensive properties）: 只决定于体系 自身的性质，与体系的数量无关。如温度。
容量性质（capacity properties）:与体系内物质的数 量成正比，具有加和性。如内能，体积等。
律(law of energy conservation and transformation)。
U1得吸 功W 热 QU2
U2U1QW
U2U1DU
对于封闭体系热 力学第一定律为：
U2U1QW
DUQW
若变化量很微小时: d U = δQ + δW
若把体系与环境作为整体来考察：
△U体系 = －△U环境
特点: 它的数值变化, 大小只与体系的始态和 终态有关, 与体系变化所经历的途径无关。 状态函数间是互相联系的, 联系的数学表 达式就是状态方程。如理想气体方程。
三. 过程与途径 (process and path)
体系的状态发生变化的经过为过程。如化学反应， 液体蒸发等。
完成过程的具体步骤或方式为途径。
The setting for determining the constant volume energy