导图社区 热力学第一定律
天津大学出版社 物理化学 第六版 （上） 第二章 热力学第一定律 本章要点：Q、W、ΔU、ΔH的计算
天大 第六版 第七章 电化学 本章要点： 电导的测定、计算、应用； 电池和电池反应的互写互译； 电动势的测定、计算、应用
天津大学物理化学教研室 物理化学 第六版 上 相平衡 重点： 三个概念:相数、组分数、自由度数 两个定律:相律、杠杆规则 三种相图: 单组分、双组分、三组分
原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)，又称原子分光光度法，是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收，由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法。
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热力学第一定律
热力学基本概念
系统
隔离系统
即无物质交换，也无能量交换
敞开系统
既有能量交换，又有物质交换
封闭系统
只有能量交换，没有物质交换
状态和状态函数
广度量
数值与系统中物质的数量成正比，具有加和性，体积V、质量 m、内能U等
强度量
数值仅取决于系统自身的特性，与系统中物质的数量无关，没有加和性，温度T、压力p、密度ρ、粘度η等
广度性质/广度性质=强度性质
理想气体状态方程
pV=nRT
状态函数
当系统处于一定状态时，系统的所有性质都具有各自的确定值。系统的性质对状态的改变而改变，改变只与系统的始态和终态有关，与变化轭路径无关
过程和途径
过程
系统状态所发生的一切变化
途径
变化所经过的具体路线
热和功
热Q
系统与环境之间因温度差而交换的能量形式
功W
系统与环境之间交换的另一种能量形式
体积功
膨胀功、无用功
体积功的计算
理想气体恒温可逆膨胀
非体积功
非膨胀功、有用功
①微观上，热是大量质点以无序运动方式而传递的能量；功是大量质点以有序运动方式而传递的能量。 ②系统吸热为正，放热为负；系统得功为正，做功为负。③热和功都是途径函数
热力学能U和焓H
H=U+pV
内能和热函
状态函数、广度性质，单位：J
热力学第一定律的本质就是能量转化和守恒定律
热力学第一定律的数学表达式
循环过程， △U=0，则Q=-W 孤立系统，Q=0，W=0，△U=0
焓变的计算
△H=△U+△(pV)=△U+(p2V2-p1V1) 等压过程：△H=△U+p△V 等容过程：△H=△U+V△p 理想气体：△H=△U+△(nRT) 理想气体pVT变化：△H=△U+nR△T 理想气体反应：△H=△U+RT△n 盖斯定律：△H=△H1+△H2 凝聚系统：△H≈△U
恒容热和恒压热
恒容（dV=0）
恒压（p=pex=定值）
焓
热容
概念
热容C
封闭系统在无相变、无化学变化、无非体积功时，温度每升高1K所需要的热量。状态函数、广度量，单位：J/K
平均热容
瞬间热容
影响因素
热容与物质的本性有关
热容与物质的数量有关
质量热容（比热容）
摩尔热容
热容和加热的过程有关
恒压热容
恒容热容
热容和温度有关
在温度变化不大时，常将Cp,m 视为不变
可逆过程
推动力无限小，无摩擦，无限慢；系统得最小功，吸最大热，都有唯一确定的极限值；系统和环境可以同时复原；每时每刻外压都等于系统的内压
可逆过程是假想的过程，是实际过程可能达到的过程，实际过程都是不可逆的
经典热力学，即平衡态热力学，就是可逆过程的热力学
理想气体绝热可逆过程
理想气体绝热可逆过程过程方程
焦耳实验— 理想气体的内能和焓
理想气体的U、H、Cp、Cv都只是温度的函数，而与体积和压力无关
等温过程理想气体的内能和焓都不变
对理想气体
绝热反抗恒外压膨胀，温度下降；绝热压缩，温度升高
焦耳-汤姆逊实验 — 节流膨胀
特点：绝热、恒焓、不可逆
实际气体的焓和内能不只是温度的函数，还是压力或体积的函数
节流膨胀后的致冷或致热能力可用温差与压差之比来表示，即焦耳-汤姆逊系数或节流膨胀系数（强度量）
膨胀dp＜0， 若μ＞0，则dT＜0，致冷；若μ＜0，则dT＞0，致热；若μ=0，则dT=0（转换点）
相变焓
系统内性质完全相同的均匀部分成为相，相与相之间有界面隔开。同一种物质在不同相之间的转变称为相变。
纯物质的相变常是在定温定压下进行的，相变热即相变焓
相变焓与温度的关系
溶解焓与稀释焓
溶解热
定温定压、不做非体积功时，物质溶解过程的热效应。是溶质晶格能、电离能、溶剂化热等的总和。
积分溶解热
1 mol 溶质溶解于一定量溶剂中形成一定浓度溶液时，过程的焓变
微分溶解热
1 mol 溶质溶于无限量一定浓度溶液时，过程的焓变
稀释热
定温定压、不做非体积功时，溶液稀释过程的热效应
积分稀释热
把1 mol 溶质的溶液从一个浓度稀释到另一个浓度时，过程的焓变
微分稀释热
1 mol 溶剂加到无限量一定浓度溶液中时，过程的焓变
反应焓
热效应
不做非体积功的封闭系统中发生化学反应，产物的温度与反应物的温度相同时，系统与环境间交换的热量
恒容热与恒压热
常用量热计所测的反应热是恒容热，而反应在恒压下进行的反应热是恒压热
化学计量数
称为物质B的化学计量数，量纲为1,对反应物为负，对产物为正
反应进度
反应进度 ξ ，单位为 mol
定稳定压下，化学反应中产物的焓与反应物的焓之差，单位为 J
摩尔反应焓
一个单位反应或1 mol反应的焓变，单位为J/mol
标准摩尔反应焓
标准条件（p=100 kPa）下的摩尔反应焓
热化学方程式指同时标明热效应的摩尔反应焓及反应条件、物质状态的化学反应方程式
标准摩尔反应焓的计算
由标准摩尔生成焓计算
物质的标准摩尔生成焓
标准压力下，由稳定状态单质生成1 mol该物质时的焓变。稳定状态单质的摩尔生成焓为零
稳定单质C是石墨，P是 α-白磷，S是正交硫
离子的标准摩尔生成焓
标准压力下，由稳定状态单质生成1 mol无限稀释溶液中的离子 这个过程的焓变
由标准摩尔燃烧焓计算
物质的标准摩尔燃烧焓
标准压力下，1 mol物质完全燃烧时的反应焓变
完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓为零
由键焓计算
反应焓与温度的关系—基尔霍夫公式
绝热反应
计算恒压燃烧反应最高火焰温度的依据
计算恒容爆炸反应最高反应的依据
