(5)热力学能U(内能) 3.2.2热力学第一定律 [thermodynamic energy(internal energy)] 体系内部一切能量的总和： ·数学表达式：△U=Q一w a.分子或原子的位能、振动能、转动能、 =Q-PAV-W Turddand 平动能、电子的动能以及核能等。 b.绝对值无法测量或计算，只能计算AU。⊙心⑦ ·研究内容：体系变化过程中热力学能、功、 热的转换方式。 4理想气体的只是温度的函数，恒温过一人 c.U是体系的状态函数。 ·实质：能量守恒和转化定律。 章程△U=0。 能量的总量是守恒的，不会凭空产生，也不会凭空 e.具有加和性。 消失，只可能从一种形式转化为另一种形式。 化学反 在孤立体系中能量的总值恒定不变。 例：(1)某过程中，体系从环境吸收热量50kJ, 对环境做功30kJ。求过程中体系热力学能的改 变量△U和环境热力学能的改变量△U。 (2)如果开始时，体系先放热40kJ,环境 对体系做功60kJ,求体系的热力学能的改 解：由热力学第一定律的数学表达式可知 变量△U以及终态的热力学能U。 Q=+50kJ,=+30kJ 解：Q=-40kJ,F=-60kJ .4U体茶QM =50-30=20(kJ) 4U体系Q一F=20kJ UU1+20(kJ) 若将环境当做体系来考虑， 则有Q=-50kJ,=-30kJ, 故环境热力学能改变量4U'=Q'一W“ 化学反 ∴4U'环城-50-(-30)=-20(kJ) 讨论： 对于体系的始态U,和终态(U,+20), 3.2.3化学反应的热效应 虽然变化途径不同(Q、W不同)，但△U却 1.化学反应热 相同。说明Q、W是非状态函数，它们与途 径有关，而热力学能是状态函数，与途径无 (1)定义： 关。 当产物与反应物温度相同且化学反应时 只作膨胀功的条件下，化学反应过程中体系 Q=50KJ =30KJ 吸收或放出的热量称为反应热。 UII "Q=-40KJ) W=-60KJ 44 体系内部一切能量的总和： a.分子或原子的位能、振动能、转动能、 平动能、电子的动能以及核能等。 （5）热力学能U（内能） [thermodynamic energy (internal energy)] 第 3章化学反应概述 b.绝对值无法测量或计算,只能计算ΔU。 c.U是体系的状态函数。 d.理想气体的U只是温度的函数，恒温过 程△U=0。 e.具有加和性。 3.2.2热力学第一定律 • 数学表达式：ΔU = Q－W = Q － pΔV － W′ • 研究内容：体系变化过程中热力学能、功、 第 3章化学反应概述 研究内容：体系变化过程中热力学能、功、 热的转换方式。 • 实质：能量守恒和转化定律。 能量的总量是守恒的，不会凭空产生，也不会凭空 消失，只可能从一种形式转化为另一种形式。 • 在孤立体系中能量的总值恒定不变。 例:（1）某过程中，体系从环境吸收热量50kJ， 对环境做功30kJ。求过程中体系热力学能的改 变量ΔU和环境热力学能的改变量ΔU’。 解：由热力学第一定律的数学表达式可知 Q＝＋50kJ，W＝＋30kJ 第 3章化学反应概述 ∴ ΔU体系=Q－W =50－30=20（kJ） 若将环境当做体系来考虑， 则有Q’= 50kJ，W”= 30kJ， 故环境热力学能改变量ΔＵ’=Q’－W” ∴ΔＵ’环境= 50－（30）= 20（kJ） （2）如果开始时，体系先放热40kJ，环境 对体系做功60kJ，求体系的热力学能的改 变量ΔU以及终态的热力学能U 。 解： Q =－40kJ W = －60kJ 第 3章化学反应概述 解： Q = 40kJ，W = 60kJ ΔU体系= Q －W =20kJ ∴ UII= UI＋20（kJ） 讨论： 对于体系的始态UI 和终态（UI ＋20）， 虽然变化途径不同（Q、W不同），但ΔU却 相同。说明Q、W是非状态函数，它们与途 径有关，而热力学能是状态函数，与途径无 第 3章化学反应概述 关。 3.2.3 化学反应的热效应 1.化学反应热 （1）定义： 当产物与反应物 度相 化学反应时 第 3章化学反应概述 当产物与反应物温度相同且化学反应时 只作膨胀功的条件下，化学反应过程中体系 吸收或放出的热量称为反应热