物化第一章热力学基本定律思维导图

这是一篇有关物理化学的物化第一章热力学基本定律的思维导图，最细节的复习体系知识点梳理图，非常实用，赶紧get加强记忆。

第一章 热力学基本定律

• 热力学基本概念
  • 热和功是体系状态发生变化时与环境交换的能量——过程量，不是状态函数，其数值与变化途径有关
  • • 热 Q
      • 因为系统与环境存在温度差而在其间传递的能量
      • 系统吸热时Q 为正值，放热Q 为负。
    • 功 W
      • 把系统与环境间除热以外，其它各种形式传递的能量
      • • 体积功
        • 非体积功
      • W＜0，体系对环境做功(能量减少) W＞0，环境对体系做功(能量增加)
      • 体积功的计算
        • ① 自由膨胀过程(向真空膨胀的过程 pe=0)
          • 系统对外不作功， W = 0
        • ② 恒外压过程(pe = 常数)
        • ③ 等压过程(p1=p2=pe=常数)
        • ④ 可逆过程
        • ⑤ 等温（T）等压（p）化学反应（或相变）
  • 热力学能（内能）U
    • 能量守恒定律
      • 自然界的一切物质在变化过程中，都有能量的变化的，且各种不同形式的能量，能够以一种形式转化为另一种形式，在转化中能量的总数量是不变的
    • 系统的总能量E
      • E = V + T + U
        • 势能 动能 内能
      • 热力学中，不考虑势能及动能
        • 所以 E＝U
    • • 隔离系统
        • ΔU = 0
      • 封闭系统
        • ΔU = Q + W
    • 焓
      • 在等容无其它功的条件下发生状态变化。
        • dV = 0
          • ΔU = QV
      • 定义 H≡U + pV
        • 微小变化 dH = dU+ Vdp + pdV
        • 有限变化 ΔH =ΔU+Δ(pV)
      • 等压只有体积功(无其它功)的条件下，δW=-pdV。
      • 焓不是能量！虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律。
      • • QV = ∆U （封闭系统、Wf = 0、等容过程）
        • Qp = ∆H （封闭系统、Wf = 0、等压过程）
    • 热容
      • 平均热容
      • 热容定义
        • 
      • • 比热容
          • 规定物质的数量为1 g（或1 kg）的热容。
        • 摩尔热容Cm
          • 规定物质的数量为1 mol的热容。J·K-1·mol-1
        • 等压热容Cp
        • 等容热容CV
      • 
  • 理想气体
    • 只要温度不变，无论体积、压力如何改变， 理想气体的热力学能和焓都保持不变。
      • 理想气体的热力学能(U)、焓(H)只是温度的函数。
      • 理想气体的CV ，Cp也仅为温度的函数。
    • 气体的Cp恒大于CV
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    • 理想气体的微观模型 ----- 将气体分子视作除发生弹性碰撞外，彼此无相互作用的质点。
    • 理想气体的热力学能(U)、焓(H)只是温度的函数而与压力、体积无关
    • 一定量理想气体在任意过程中
    • 理想气体的等温过程
      • ΔU = 0 ， ΔH = 0 ， Q = - W
      • 1 等温可逆过程（pV = 常数）
      • 2 等温恒外压膨胀过程 ( pe = 常数)
        • W = - pe (V2 －V1)
      • 3 等温自由膨胀过程 ( pe= 0)
        • W=0 ， Q = - W = 0
    • 理想气体的绝热过程
      • 理想气体绝热可逆过程
        • pVγ = K TVγ-1 = K´
      • 理想气体绝热可逆过程的功
  • 卡诺循环
    • 卡诺循环各步的功与热
      • 第一步：气体经等温可逆膨胀A→B(Ⅰ)
      • 第二步：气体经绝热可逆膨胀B→C(Ⅱ)
      • 第三步：气体等温可逆压缩由C→D(Ⅲ)
      • 第四步：气体绝热可逆压缩由D→A(Ⅳ)
    • 理想气体Carnot循环过程中做的功为