文档介绍:物理化学中国药科大学-节
热力学在发展初期,只是研究热和机械功之间相互转换的关系,这问题是随着蒸汽机的发明和使用而被提出的。至于其它形式的能量,最初不在热力学的研究范围以内。
但随着电能、化学能、辐射能及其它形式的能量的发现和研究,它们亦逐渐地纳入了热力学的研究范围。
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热力学的基础主要是建立在First Law and Second Law两个经验定律的上的。
热力学第一定律和热力学第二定律:
1. 这两个定律是人们经验的总结,它不能从逻辑上或用其它理论方法来加以证明,但它的正确性已由无数次的实验事实所证实.
热力学基本原理在化学过程及与化学有关的物理过程中的应用构成“化学热力学” (Chemistry Thermodynamics)这一门学科。
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化学热力学主要研究和解决的问题:
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,确定被研究物质的稳定性,确定从某一化学过程所能取得的产物的最大产量等等。
这些问题的解决,无疑将对生产和科学发展起着巨大的作用。
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二、热力学的方法和局限性
,热力学只研究物质的宏观性质,对于物质的微观性质即个别或少数分子、原子的行为,无从作出解答。
,就可进行相应的计算,它不依赖于结构的知识,亦无需知道过程进行的机理,这是热力学所以能简易而方便地得到广泛应用的重要原因。
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但亦正是由于这个原因,热力学对过程之能否自发进行的判断,就只是知其然而不知其所以然,只能停留在对客观事物的表面了解而不知其内在原因。
第三,在热力学所研究的变量中,没有时间的概念,所以它不涉及过程进行的速率问题。它只能说明过程能不能自发进行,以及进行到什么程度为止,至于过程在什么时候发生,以怎样的速率进行,热力学无法预测。这些特点既是热力学方法的优点,也是它的局限性。
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第二节 热力学基本概念
(1) 体系和环境
体系(System)—将一部分物体从其它部分中划分出来,作为研究的对象,这一部分物体,称为“体系”。
环境(Surroundings)—体系以外并与体系有相互作用的部分。
一、体系和环境
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体系和环境之间,一定有一个边界,这边界可以是实在的物理界面,亦可以是虚构的界面。
根据体系和环境之间交换物质和能量的不同情况,热力学体系可分为三种:
敞开体系(Open System)、密闭体系(Closed System)和孤立体系(Isolated System)
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1. 敞开体系(Open System)。
这种体系与环境之间既可以有物质的交换,亦可以有能量的交换。
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2. 密闭体系(Closed System)。
这种体系与环境之间不可能有物质的交换,只可以有能量的交换。
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