第二章热力学第一定律 广东工业大学轻工化工学院
第二章 热力学第一定律 广东工业大学轻工化工学院
Joule Carnot Kelvin Clausius Nernst
Carnot Kelvin Clausius Joule Nernst
奏 秦 泰 (a)喷射开始前 (b)喷射过程中 (c)喷射结束后 图2.1.1喷射气体钢瓶中的系统 虚线表示系统与环境间的假想界面
系统和环境 系统：我们把作为研究的对像的那部分物质或 空间称为系统。 环境：与系统有系密切相关的其他物质或空问 称为环境。 特点：系统和环境的划分完全是根据研究的需 要而人为规定的
系统和环境 系统：我们把作为研究的对象的那部分物质或 空间称为系统。 环境：与系统有系密切相关的其他物质或空间 称为环境。 特点：系统和环境的划分完全是根据研究的需 要而人为规定的
系统分成三类 敬开系统：系统和环境之间既有物质的传递，又有能量 的传递的系统。 封闭体系：体系和环境之间，仅有能量的传递，没有物 质传递的体系。封闭系统中又可分出一类。体系和环境 之间没有物质的交换，也没有热能的交换，只有功的交 换这类体系称为绝热体系。 隔离系统：体系和环境之间既无物质交换，又无能量交 换的体系
系统分成三类 敞开系统：系统和环境之间既有物质的传递，又有能量 的传递的系统。 封闭体系：体系和环境之间，仅有能量的传递，没有物 质传递的体系。封闭系统中又可分出一类。体系和环境 之间没有物质的交换，也没有热能的交换，只有功的交 换这类体系称为绝热体系。 隔离系统：体系和环境之间既无物质交换，又无能量交 换的体系
状态和状态函数 色体系的性质的总和称为体系的状态，描述状态性质的函数称 为状态函数，也称状态变量、状态性质。 色状态函数是状态的单值函数，反过来状态函数的总和也就确 定了体系的某一确定的状态。 要描述气体体积样子（状态），用V 函数表达(V是状态函数)， V函数可以用T,p变量表达，即状 态方程：V(T,p)=nRTp
P 体系的性质的总和称为体系的状态，描述状态性质的函数称 为状态函数，也称状态变量、状态性质。 P 状态函数是状态的单值函数，反过来状态函数的总和也就确 定了体系的某一确定的状态 。 状态和状态函数 要描述气体体积样子(状态)，用V 函数表达(V是状态函数)， V函数可以用T，p变量表达，即状 态方程：V(T,p)=nRT/p
>状态性质、状态变量、状态函数的含义是不是一回事？什么 是状态方程？ 答状态性质、状态变量与状态函数的含义本质上是一回事.状态性质是体系的属 性，描述体系状态的宏观物理量称为状态性质或热力学性质；同一个体系中的各个状态性 质之间是相互关联和制约的，描述一个体系的状态（即说明体系的某个状态性质），要选用 几个状态性质来说明.我们把选来描述体系状态的状态性质称为状态变量或状态参量：按 数学概念，选用来描述的状态性质的变量称为状态变量（自变量），被描述的状态性质称为 状态函数，例如，描述理想气体状态性质V,选用状态性质n,T,p来描述，n,T,p称为状态 变量，V称为状态函数，用V=V(,T,p)的函数关系式来表示.由此可见，状态性质、状态 变量与状态函数的含义本质上是一回事.由于状态性质之间可以互相描述，根据研究对象 和方法可以轮换作为状态变量或状态函数，所以后来就都称为状态函数， 描述状态性质时，状态函数之间的定量关系方程式称为体系的状态方程，例如，理想 气体的状态方程为V=nRT/p
Ø 状态性质、状态变量、状态函数的含义是不是一回事？什么 是状态方程？
状态函数可以分成两类 广度性质 又称容量性质，其特点是状态函数的数值与体系中物 质的量成正比例，如体积V、热力学能U、焓H、熵S、亥 姆霍兹函数A、吉布斯函数G。 强度性质 其特点是状态函数的数值与体系中物质的量无关，例 如温度T、压力P、摩尔体积Vm、摩尔熵Sm.. 体系的某一广度性质除以另外一个广度性质，特别是 除以体系物质的量ol,就转换成了强度性质
状态函数可以分成两类 广度性质 又称容量性质，其特点是状态函数的数值与体系中物 质的量成正比例，如体积V、热力学能U、焓H、熵S、亥 姆霍兹函数A、吉布斯函数G。 强度性质 其特点是状态函数的数值与体系中物质的量无关，例 如温度T、压力P、摩尔体积Vm、摩尔熵Sm…. 体系的某一广度性质除以另外一个广度性质，特别是 除以体系物质的量mol，就转换成了强度性质
热力学平衡态 必须同时满足4种平衡 三热平衡 体系内各部分温度均相等，且与环境温度相等。 三力平衡 体系内各部分所受的压强均相等。且与环境的压强相等。 三相平衡 体系内各相的数目和组成不再随时间而变。 之化学平衡 体系内各物质的量不再随时间而变
必须同时满足4种平衡 ¨ 热平衡 体系内各部分温度均相等，且与环境温度相等。 ¨ 力平衡 体系内各部分所受的压强均相等。且与环境的压强相等。 ¨ 相平衡 体系内各相的数目和组成不再随时间而变。 ¨ 化学平衡 体系内各物质的量不再随时间而变。 热力学平衡态
过程与途径 系统从一个状态A到另一个状态B的的变化称 为过程，完成过程的具体方式称为途径。过程可分 成： g恒温过程dT=0 体系的始态温度等于终态的温度，且一直等于环境的温 度的过程。 g恒压过程dP=0 体系的始态压强等于终态的压强，且一直等于环境的压 强的过程
过程与途径 系统从一个状态A到另一个状态B的的变化称 为过程，完成过程的具体方式称为途径。过程可分 成： F 恒温过程dT=0 体系的始态温度等于终态的温度，且一直等于环境的温 度的过程。 F 恒压过程dP=0 体系的始态压强等于终态的压强，且一直等于环境的压 强的过程