文档介绍：第四讲化学热力学基础
陆文聪
上海大学理学院化学系
基本要求
。
2. 了解化学反应热的计算方法。
3. 了解标准状况下等温等压化学反应方向的判断。
化学热力学(Chemical Thermodynamics)
化学热力学主要是从宏观的角度研究化学反应的能量变化,研究化学反应的方向与限度,可能性等问题。
化学热力学解决的问题
(1)预测化学反应进行的方向。
(2)化学反应的能量变化。
(3)化学反应的限度——化学平衡。
1 化学热力学研究对象
2 常用术语和基本概念
体系(系统)和环境
被人为地划定的作为研究对象的物质称为体系。也就是说为了研究的需要,把周围的物质和空间隔离开来的被研究的对象。
而体系以外的物质世界称为环境。
体系的分类
a) 敞开体系:既有能量交换,又有物质交换;
b) 封闭体系:有能量交换,无物质交换;
c) 孤立体系:既无物质交换,又无能量交换。
2 常用术语和基本概念
热力学温度, 符号: T, 单位: K
热力学温度与摄氏度的关系: t + = T
热与功
(1)热:由于系统和环境之间的温度差异引起的能量传递形式称为热。符号:Q。 规定: 系统放热 Q<0;系统吸热 Q>0
(2)功: 除热外,系统与环境之间其它能量传递形式统称功。符号:W。规定:系统对环境做功W<0;环境对系统做功W >0
2 常用术语和基本概念
状态:当系统的温度、压力、体积、物态、物质的量、相、各种能量等一定时, 称系统处于一个状态。始态: 系统变化前的状态; 终态: 系统变化后的状态
过程:体系从一个状态(始态)变成另一个状态(终态),称系统经历了一个热力学过程,简称过程。
途径(path)
体系从一个始态到同一个终态可以经由不同的方式, 这些不同的方式, 称为途径
2 常用术语和基本概念
状态函数
确定体系状态的物理量称为状态函数。例如,对于理想气体,p、V、T、n确定了,体系的状态就确定了。状态函数特征如下:
(1) 体系状态一定,状态函数为定值.
(2) 状态函数变化量只取决于始终态,与变化途径无关.
(3) 状态函数的集合(和, 差, 积, 商)也是状态函数.
2 常用术语和基本概念
p1=×105Pa
T1=298K
p2=×105Pa
T2=398K
p2=×105Pa
T1=298K
p1=×105Pa
T2=398K
恒温过程
恒压过程
恒温过程
恒压过程
始态
终态
一定量的理想气体的状态变化
3 化学热力学的四个重要状体函数
(1)热力学能(内能), 符号 U
系统内各种形式能量的总和, 称系统的热力学能(内能)。
(2)焓(H,Enthalpy)
定义 H≡U + pV