文档介绍：热力学与化学热力学
热力学:是研究热和其它形式能量之间的转换关系,是研究体系宏观性质变化之间的关系。
化学热力学:把热力学中最基本的原理用来研究化学现象以及和化学有关的物理现象。
热力学可以告诉我们,在某种条件下,变化是否能够发生,进行到什么程度。
热力学第一定律——计算变化中的热效应。
热力学第二定律——变化的方向和限度,相平衡和化学平衡中的有关问题。
热力学第三定律——阐明了规定熵的数值。
爱因斯坦对热力学的评价
“对于一个理论而言,它的前提越简单,所关联的不同事物越多,应用的领域越广泛,它给人留下的印象就越深刻。因此,经典热力学给我留下了深刻的印象。它是唯一具有普遍性的物理理论。这使我相信,在经典热力学的应用领域之内,它永远也不会被抛弃。”
爱因斯坦(Albert Einstein)
(In The Library of Living PhilosophersVol. VII,
Albert Einstein: Philosopher-Scientist.
By . 1973)
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
Pb(NO3)2 + 2KI
= PbI2 + 2KNO3
Mg + CO2 = MgO + CO
化学反应
可以看得到的化学反应
体系
体系(系统或物质):作为研究对象的物质。
敞开系统:系统与环境间即有物质交换,又有能量交换
封闭系统:系统与环境间没有物质交换,只有能量交换
孤立系统:系统与环境间无物质和能量的交换
环境:体系以外的,与体系有密切联系的其它部分。
系统随观察对象变化
状态和过程
P3=
T3=473K
V3=
P1=
T1=373K
V1=2m3
P1=
T1=373K
V1=1m3
(I) 加压
(IIa) 加压、升温
(IIb)减压、降温
始态
终态
状态和状态函数
状态:体系一系列性质的总和。
状态函数:描写体系状态的宏观性质。
状态函数的特性:
状态一定,状态函数一定;
状态变化,状态函数变化,但变化值只与体系的始态和终态有关,而与变化的途径无关。
始态
终态
(Ⅰ)
(Ⅱ)
过程
当体系的状态发生变化时,从始态到终态的变化称为过程。
恒温过程:始态、终态温度相等,并且过程中始终保持这个温度。 T1=T2
恒压过程:始态、终态压力相等,并且过程中始终保持这个压力。 P1=P2
恒容过程:始态、终态容积相等,并且过程中始终保持这个容积。 V1=V2
分子运动
内能U (热力学能)
体系的内能即体系内部所有粒子全部能量的总和。其中包括体系内各物质分子的动能、分子间相互作用的势能及分子内部的能量(包括分子内部所有微粒的动能与粒子间相互作用势能)。
内能是体系自身的性质,只决定于体系的状态,是体系的状态函数。
由于粒子运动方式及相互作用极其复杂,人们对此尚无完整的认识,所以体系内能的绝对值是无法确定的。
书中若未特别指明,所讨论的均为封闭体系。