热力学定律冶金物理化学.pptx

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1、（1 1）体系和环境 体系：所选择的研究对象。环境：与体系密切相关的其它部分。例如：研究水的汽化。体系水及水蒸汽；环境容器、空气、热源等。1、基本名词术语第1页/共43页敞开体系：体系和环境之间，既有物质的传递，又有能量的传递的体系。封闭体系：系和环境之间，只有能量的传递，没有物质传递的体系。孤立体系：体系和环境之间，既无物质交换又无能量交换的体系。根据体系与环境之间能量和物质的交换情况，将体系分成三类：第2页/共43页理解三类体系举例：暖水瓶第3页/共43页（2 2）体系的性质（强度/容量）体系的性质:包括体系的一切物理性质和化学性质。热力学讨论的性质为宏观性质。大量质点的平均效果。如体系的

2、温度、压力、体积、密度等依据体系性质的数量是否与体系的量有关分为：强度性质和容量性质第4页/共43页容量性质：与体系的量有关，具有加和性。例如：2杯100ml的水混合，总体积为200ml。强度性质：与体系的量无关，无加和性。例如：温度联系：容量性质除以总量或总质量为强度性质。例如：mol体积=第5页/共43页（3）体系的状态（平衡态）体系的所有性质的综合表现，在热力学中状态是指平衡态。处于热力学平衡态（thermodynamical equilibrium state）的体系，必须同时满足4种平衡：热平衡(thermal equilibrium)体系内各部分温度均相等，且与环境（孤立体系和绝热

3、体系除外）温度相等。力平衡(mechanical equilibrium)体系内各部分所受的压强均相等，且与环境的压强相等（刚性密闭容器除外）。相平衡(phase equilibrium)体系内各相（气相、液相、固相等）的数目和组成不再随时间而变。化学平衡(chemical equilibrium)体系内各物质的量不再随时间而变。第6页/共43页（4）状态函数用于描述体系的状态的物理性质和化学性质的参数。如体系中物质的质量m、压力P、温度T、体积V、浓度C、粘度等。状态函数是状态的单值函数。状态函数的总和就确定了体系的某一确定的状态。体系的状态和状态函数之间可以互为自变量和因变量。第7页/共4

4、3页状态函数的特点某一状态函数的变量仅与体系变化前后的状态有关，而与变化的具体细节无关。可用全微分表示。状态函数的数值的特点：异途同端，值变相等；周而复始，数值还原。第8页/共43页（5 5）过程与途径 过程：途径：体系从一个状态A成为另一个状态B的变化。完成过程的具体方式。等温过程等温过程：T1T2常数常数等压过程等压过程：P1P2常数常数等容过程等容过程：V1V2常数，常数，刚性密闭容器中发生的过程。刚性密闭容器中发生的过程。绝热过程绝热过程：Q0。循环过程循环过程：系统经过一系列变化又恢复到始态。：系统经过一系列变化又恢复到始态。过程函数过程函数：描述过程的参数。如功或热。描述过程的参数

5、。如功或热。途径（过程）的分类：途径（过程）的分类：第9页/共43页2、热力学参数（函数）包括分子运动的动能、分子与分子间作用的势能、分子内部原子与电子运动的能量以及原子核内部的能量等。表示：用符号U U 单位：焦耳（J J）或千焦（kJkJ）。（1）内能：体系内部所储存的所有能量的总和。内能是状态函数，具有容量性质。微量变化记为内能是状态函数，具有容量性质。微量变化记为dU第10页/共43页 表示表示：用符号：用符号QQ表示表示 单位：单位：焦耳（焦耳（J J）或千焦（或千焦（kJkJ）。）。规定：规定：体系吸热体系吸热Q 0Q 0，(Q(Q为正为正)；体系放热；体系放热Q 0Q 0 过程自发进行 S孤立=0 过程达平衡 S孤立0 过程不能自发进行注意应用条件：孤立体系。例如：在-20时，水自动结冰 S减少，为什么？（孤立体系！）应考虑环境：S=S环境+S体系第41页/共43页最小自由能原理：恒温、恒压下过程是自发地向吉布斯自由能减小的方向进行。当吉布斯自由能达最小时（即G=0）过程达到了极限(平衡)。GT,P0 过程不能进行 GT,P=0 过程达到平衡(3)最小自由能原理第42页/共43页感谢您的观看！第43页/共43页