物化复习提纲(上)

物化复习提纲
第一章热力学第一定律
1.2几个基本概念
1.系统和环境
系统：将一部分物体从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物体，称为“系统”。

环境：系统以外并与系统有相互作用的部分称为“环境”。

热力学系统分为三种：敞开系统、密闭系统（或称封闭系统）、隔绝系统（或称孤立系统）P(7)
2.状态和状态性质
状态：某一热力学系统的状态是系统的物理性质和化学性质的综合表现。

状态性质：状态的性质称为状态性质，又称为状态函数。

P(7)
3.过程和途径
过程：系统状态所发生的一切变化均称为“过程“。

途径：由同一始态到同一终态的不同方式可称为不同的“途径“。

P(8)
4.热力学平衡
热力学平衡：系统与环境之间没有任何物质和能量交换，系统中各个状态性质又均不随时间变化，则称为系统处于热力学平衡状态。

P(9)
1.3能量守恒——热力学第一定律
热力学的基本定律之一，是能量守恒和转换定律的一种表述方式。

热力学第一定律一种表述：热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。

它的另一种表述方式为：不消耗能量就可以作功的"第一类永动机"是不可能实现的。

数学表达式：∆U=Q+W（系统热力学能的增量对于系统从环境所吸收的热量与环境对系统所做的功之和）P11
1.4体积功：因系统体积变化而引起的系统与环境间交换的功称为体积功。

公式：W=-p e .∆V(负的外压与体积变化的乘积)。

在真空中p=0，则W=0。

P13 结论：某过程进行之后系统恢复原状的同时，环境也恢复原状而未留下任何永久性的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．变化，则该过程称为“热力学可逆过程”．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

在定温的情况下，系统在可逆过程中所做的功为最大功（绝对值）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

系统在可逆过程．．．．．．．．中所消耗的功为最小功。

．．．．．．．．．．．P15．．． 1.5定容及定压下的热
定容：dV=0 dU=ϬQ-p 外dV ϬQ V =dU Q V =∆U
定压：p 外=p 始=p 终，Q p =∆U+p 外∆V=(U 2-U 1)+p 外（V 2-V 1）=(U 2+p 2V 2)-(U 1+p 1V 1) 焓：H=U+pV ∆H=H 2-H 1=∆U+∆(pV)=∆U+p ∆V Q p =∆H
定压过程，系统所吸收的热量等于此过程中系统焓的增加。

∆H 是状态性质的变化，取决于系统的始态和终态。

P18~19 1.6理想气体的热力学能和焓
气体在定温条件下，改变体积时，系统的热力学能不变，即热力学能只是温度的函数而与体积无关，即U=f(T)针对理想气体P20
结论：理想气体的热力学能才只是温度的函数，与体积或压力无关。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．P20．．．
理想气体的焓亦只是温度的函数，而与体积或压力无关．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（解释：H=U+pV U 随T 变化，而pV=nRT 也随T 变化）P21
理想气体定温可逆膨胀：∆U=Q+W=0 Q=-W=nRTln V 2V 1 =nRTln p 1
p 2 P21
1.7热容
定义：每升高单位温度所吸收的热。

定容热容：定容下的热容C V 定压热容：定压下的热容C p P22
理想气体：dH=C p .dT dU= C v .dT 对于1mol 气体 C p ，m - C V ，m =R 通常情况下，理想气体的C p ，m 和 C V ，m 均可视为常数。

P23
单原子分子系统：C V，m=32 R
双原子分子系统：C V，m=52 R
多原子分子系统：C V，m=62 R=3R P23
热容与温度的关系
气体、液体及固体热容随温度的升高而逐渐增大。

经验公式：C p，m=a+bT+cT2或c p，m=a+bT+cT2 P24
1.8气体的绝热过程
绝热过程：如果一系统状态发生变化的过程，系统既不可以从环境吸热，亦不能放热，到环境中去，这种过程叫做“绝热过程”。

∆U=Q+W ϬQ=0 dU=ϬW nC V，m=-pdV P26
1.9实际气体的节流膨胀
节流膨胀：此过程中系统与环境之间无热交换，这种维持一定压力差的绝热膨胀过程
为“节流膨胀”。

过程： Q=0 ∆U=W W1=-∫p1dV=-p1V1 W2=-∫p2dV=-p2V2 W=W1+W2=
p1V1-p2V2 U1-U2=-( p2V2-p1V1) U2+ p2V2=U1+ p1V1 H2=H1∆H=0
气体的节流膨胀为一定焓过程。

应用：膨胀方法使气体制冷。

P30
1.10化学反应的热效应
热化学：研究化学过程中热效应的科学叫做“热化学”。

定压反应热：Q p=∆r H
定容反应热：Q V=∆r U
∆r H=∆r U+p∆V=∆r U+RT∆n(∆n>0时膨胀，∆r H>∆r U; ∆n<0时压缩，∆r H<∆r U; ∆
n=0时不变相当于定容，∆r H=∆r U)P33~34
反应进度（ε）（ε>0）ε=n B -n B (0)
νB (注：n B -n B (0)为变化量；νB 为B 的化学计量
数)P34
θ:标准 标准态压为：100KPa=p θ
书写热化学方程式：①注明物态 ②注明晶型 ③注明溶剂
∆r H m θ是指反应进度为1mol 的反应，∆r H m θ<0放热；∆r H m θ>o 吸热 p36 盖斯定律：一个化学反应不论是一步完成还是分成几步完成，其热效应总是相同的。

P37
1.11生成焓和燃烧焓
任何一个反应∆r H=ΣH(产物)-ΣH(反应物) P38
标准摩尔生成焓：在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成单位物质的量某物质的定压反应热，称该物质的标准摩尔生成焓。

∆f H m θ. 各种稳定单质（在任意温度）的生成焓值为零。

P39
结论：任意反应的反应焓．．．．．．．．∆．r ．H ．
m ．θ．等于产物生成焓之和减去反应物生成焓之和．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

即 ∆r H m θ=ΣνB ∆f H m θ(B) P40
标准摩尔燃烧焓：在标准压力及指定温度下，单质物质的量的某种物质被完全氧化时的反应热，称为该物质的标准摩尔燃烧焓。

∆c H m θ
结论：任意一反应的反应焓∆．．．．．．．．．．r ．H ．
m ．θ．等于反应物燃烧焓之和减去产物燃烧焓之和．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

即 ∆r H m θ=-ΣνB ∆c H m θ(B) P40
1.12反应焓与温度的关系——基尔霍夫方程
（∂∆r H
∂T ）p =C p (B)- C p (A)=∆ C p (1.55)(注：（∂H/∂T ）p 即定压热容)
∫∆H(1)∆H(2)d(∆H)= ∆H(2)-∆H(1)=∫T1T2∆ C p dT=∆ C p (T 2-T 1) 当参加反应的物质有了物态变化时，改变途径求反应焓。

P45
第二章 热力学第二定律
1． 热力学第一定律只表明变化过程的能量效应，热力学第二定律研究变化过程的方向、
限度的问题。

2． 一切自然界的过程都是有方向性的。

3． 自发过程：能自发进行的过程。

特征自发进行
结论：功可以自发地全部变为热，但热不可能全部转变为功而不引起任何其他变化。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 一切自发过程都是不可逆的。

．．．．．．．．．．．．．P(50)．．．．． 2.2热力学第二定律的经典表述。