文档介绍：第一章热力学第一定律
基本要求
理解体系与环境、状态与状态函数等基本概念。了解可逆过程的概念。
理解功、热、热力学能、恰、热容、摩尔相变恰、标准摩尔生成熠、标准摩尔燃烧 焙、反应焙变等概念。掌握相变过程、化学变化过程热效应的计算。
内容提要
热力学第一定律
封闭系第一定律： AU = Q+W
或：切=辺+刑 (1-1)
U：热力学能，即体系内质点各能量之和，包括分子的动能、势能和分子内部能量。 热力学能是状态函数(广延性质)。
对于物质的量、组成一定的均相系，热力学能是任意两个独立状态参量的函数，如: U=f(T、V) 或 U=f(T、P)
Q：热。规定系统吸热为正，放热为负。
W：功。规定环境对系统做功为正，系统对环境做功为负。
—.体积功
V2
体积功的计算： w = -^p^dV (1-2)
(1-4)
气体向真空膨胀(自由膨胀)过程： VP^O, /.W=0 (1-3)
恒外压过程： w =-PS]-(V2 -yi)
:
W =
——hRTLji —— 匕
(1-5)
相变过程： 等压相变过程：w =-Plv(V2 -V,)
液体或固体的汽化过程：例如 W= —P(Vg—Vl)~—PVg = nRT (1-6)
化学变化过程：
压力一定：W= —RT[E v B(g)E v b (g)网物]=—RT A v B (g) (1~7 )
f(g)：气态物质B的化学计量系数。
热力学可逆过程
某过程发生之后，系统恢复原状的同时环境也复原，而没有留下任何变化，该过 程称为热力学可逆过程。
可逆过程特征：（1）在可逆变化过程中，体系始终处于接近平衡的状态。（2）在 恒温可逆过程中，系统对环境做最大功，环境对系统做最小功。
焙（H）与焙变
：H = U+PV
(1-8)
焙变：AH =AU + A (PV)
(1-9)
等容热（Qv）:
等容、非休积功W，为零时,
系统与环境交换的热为等容热。
AU = QV 或 dU = SQV
等压热(Qp)：
(1-10)
等压、非体积功W，为零时,
系统与环境交换的热为等压热。
AH = QP 或 dH = 8QP (1-11)
（1-10）和（1-11）式的意义：在等容或等压过程，体系与环境交换的热只与系统状态
有关而与途径无关。
理想气体的热力学能与焙
焦耳实验的结论：理想气体的热力学能只是温度的函数，即U=f（T）, H=f（T）。
摩尔热容
Cp,m： 1摩尔物质在等压（非体积功为零）过程温升1K所需要吸收的热。
Cv,m: 1摩尔物质在等容（非体积功为零）过程温升1K所需要吸收的热。
(1-12)
c =忍=(%
P-"' dT ' 8T)P
（1）热容的应用：（Ti~T2之间无相变化）
QP=\H=]nCPmdT
込
Qv = MJ = \nCVll,dT
A
(1-13)
(2)热容与温度的关系：
(1-14)
CPm =a+bT + cT2
CPm =a+bT + (c'/T2)
a、b、c是与物质特性及温度区间有关的常数。
⑶:
理想气体：-C,ni=R
(1-15)
凝聚态物质：- - 0 （少数物质例外）
(1-16)
六*.绝热过程
绝热过程：Q=0,贝1」AU = W
理想气体绝热可逆过程方程：PV'=常数
(1-17)
TVY1=常数
TP〈I" 丫=常数
(1-18)
(1-19)
绝热指数Y =CP/CV
1摩尔纯物质在恒定温度T,以及与该温度成平衡的压力下发生相变时的恰变，称 为该物质的相变焙。表示为△相变H,”，单位kJ/moL
t2
相变焰随温度的变化：ah（T2 ） = AH（Tt ） + J2Z Cp mdT （1-20）
,77^（7）
反应进度
乂 = 2%叽
(1-21)
或：= dnB /vB £的单位为mol。
△"b ： B物质的改变量；
VB :B物质的计量系数。B为反应物时％取负，为产物时％取止。
物质的标准态
气体物质：温度T、标准压力P° （Pe=100kpa）下的纯物质理想气体。 液体、固体：温度T、标准压力P°下的纯液体物质或纯固体物质。
物质的标准摩尔生成焙：
在温度T和标准状态下，由稳定相态的单质生成单位物质的量的化合物B时，反 应的焰变称为化合物B的标准摩尔生成焙。表示为：\ 单位kJ/moL
稳定单质的标准摩尔生成焙为零。
在水溶液中，规定标准压力下，无限稀溶液中