物理化学第一章

物理学习不在发愁！物理化学热力学第一章的知识点超全总结来啦！下图从热力学基本概念 、 热力学概论 、热力学第一定律 、第一定律应用 、化学反应热效应的计算 等方面去进行概括总结，十分适合基础不好的同学！

热力学第一定律

• 热力学基本概念
  • 系统与环境
    • 敞开系统:系统与环境既有物质交换，又有能量传递
    • 封闭系统:有能量传递，无物质交换（最常用）
    • 孤立系统:都无
      • 熵判据
  • 系统的性质
    • 广度性质:数值与所含mol量正比，具加和性（m，v，c，s，u）
    • 强度性质:数值取决于系统的特性，与mol量无关（T，ρ，p）
    • 广度性质／广度性质=强度性质
  • 热力学平衡态
    • 热平衡:系统各部分T相同。
    • 力学平衡:系统各部分F平衡.
    • 相平衡:系统各组成和数量不变。
    • 化学平衡:系统各组分不变。
  • 状态函数与状态方程
    • 状态函数:由系统状态决定的各种热力学性质。
      • 单值函数，确定性
      • 状态函数改变量只与系统始终态有关，与途径无关。
      • 状态函数的微小变化在数学上是全微分
      • 构成的初等函数也是状态函数
    • 状态方程:状态函数定量关系（pV＝nRT）
  • 过程与途径
    • 等温:系统始终态温度相等且等于环境温度
    • 等压:始终态压力相等
    • 等容:系统v不变
    • 绝热:系统与环境没有热传递（Q＝0）
  • 热和功
    • 热:系统与环境的温度差引起的能量传递
    • 功:其他一切被传递的能量。
    • 能量传递的两种方式，注意研究对象。 功广义上来看是强度性质×广度性质
• 热力学概论
  • 宏观，能否自发进行，能量效应，程度，方向，限度
• 热力学第一定律
  • 能量守恒:△U＝Q+W
  • 系统总能量
    • 运动的动能Et
    • 系统在外立场的势能Ev
    • 热力学能U(内能):系统内物质所有能量的总和
  • 体积功与可逆过程
    • 体积功:由系统体积变化而引起功的交换(δW＝-PedV) 不论系统是膨胀还是被压缩，外力一定是外压。
    • 过程功
      • 自由膨胀:外力为0，系统对外不做功
      • 恒定外压膨胀:在相同始终态之间分步越多， 系统对外所做的功越大。
      • 准静态膨胀过程:W＝-nRTln（V2/V1） （气缸中的气体是理想气体，且为等温膨胀）
      • 功不是状态函数，其值与过程有关 过程越多，系统对环境做的功越大，效率越高
    • 可逆过程:经过状态改变后，系统和环境都完全复原。 （准静态膨胀过程）
      • 无限小的变化进行，持续性无限接近于平衡态
      • 系统对环境做最大功，反过来做最小功，效率最高
      • 可完全恢复，能量不会耗散
• 焓
  • △U＝Qv(封闭系统，△V＝0，W'＝0)
  • △H＝Qp(封闭系统，△P＝0，W'＝0)
• 热容C
  • 无化变，相变且非体积功为0
  • mol热容:1mol物质的热容
  • C＝δQ/dT
    • △U＝Qv＝Cv△T
    • △H＝Qp＝Cp△T
    • Cp,m-Cv,m＝R 理想气体
• 第一定律应用
  • 理想气体的热力学能仅是温度的函数，与体积或压力无关
  • 理想气体的焓也仅是温度的函数，与体积或压力无关
  • 理想气体的Cp与Cv也仅是温度的函数
  • 节流膨胀:恒焓（恒温，恒内能 理想气体）
  • μj-T＝（аT/аP）H:节流膨胀的温度随压力的变化率 运用降温及气体的液化。
• 热化学
  • 化学反应的热效应
    • 恒v热效应Qv
    • 恒p热效应Qp
    • w'＝0，封闭系统 (Qp＝Qv+(△n)RT)视为理想气体
  • 发应进度:ξ＝△nB/VB 反应进度为1mol时，系统焓变和热力学能 △rHm＝△rH/ξ △rUm＝△rU/ξ
  • 热化学方程式
    • 同时标明△rHm值及物质状态的化学方程式。 应标明物质的状态，温度，压力，固体的晶型
• 化学反应热效应的计算
  • 赫斯定律:只与始终态有关(w'＝0等容或等压)
  • 生成焓:等温等压化学发应的效应△rH＝ 生成焓的总和减去反应物焓的总和
  • 燃烧焓
    • 标准摩尔燃烧焓:在标准压力100kpa和指定 温度T下，1mol物质完全燃烧的恒压热效应
    • 任一的发应的热效应等于反应物的标准摩 尔燃烧焓总和减去产物的标准摩尔燃烧焓总和
  • 由键焓估算反应热效应:任一反应的的 热效应等于发应物总键焓减去产物总键焓
  • 离子摩尔生成焓:氢离子在无限稀释时标准摩尔生成焓为零