《化学与人生哲理》课件第3章 化学热力学
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《化学热力学》课件
总结词
详细描述
05
CHAPTER
和实际生产数据，对化学反应过程进行优化与设计。
要点一
要点二
详细描述
在化学工业中，通过对热力学数据的分析，可以指导反应过程的优化与设计。例如，通过分析反应速率常数、活化能等数据，可以优化反应条件，如温度、压力、浓度等，以达到理想的反应效果。同时，热力学数据也是新型反应过程和工艺开发的重要依据。
02
01
04
03
随着科技的不断发展和人类对能源、环境等问题的关注度不断提高，化学热力学将面临更多的挑战和机遇。
未来化学热力学的研究将更加注重绿色环保和可持续发展，为解决能源危机和环境问题提供更多可行的方案和技术支持。
随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，化学热力学将更加注重计算机模拟和实验验证的结合，以更加精准地预测和优化化学反应和相变化过程。
未来化学热力学的研究将更加注重跨学科的交叉融合，如与物理学、生物学、环境科学等领域的结合，以解决更加复杂的问题。
THANKS
感谢您的观看。
目的
定义
化工生产
化学热力学理论在化工生产过程中用于优化反应条件，提高产率和降低能耗。
新能源开发
通过化学热力学原理研究新能源转化和储存技术，如燃料电池、太阳能电池等。
环境科学
化学热力学在环境科学领域用于研究污染物治理和资源回收等问题。
03
02
01
从19世纪中叶开始，科学家们开始研究化学反应中的能量转化问题，奠定了化学热力学的基础。
总结词
自由能变化是化学反应过程中体系自由能的变化，用于衡量反应过程中的能量和熵的综合效应。
详细描述
自由能变化是焓变和熵变的综合结果，其变化值可以用于判断反应是否自发进行。在等温、等压条件下，自发反应总是向着自由能减少的方向进行。自由能变化的大小和方向对化学反应的方向和平衡状态具有决定性影响。
详细描述
05
CHAPTER
和实际生产数据，对化学反应过程进行优化与设计。
要点一
要点二
详细描述
在化学工业中，通过对热力学数据的分析，可以指导反应过程的优化与设计。例如，通过分析反应速率常数、活化能等数据，可以优化反应条件，如温度、压力、浓度等，以达到理想的反应效果。同时，热力学数据也是新型反应过程和工艺开发的重要依据。
02
01
04
03
随着科技的不断发展和人类对能源、环境等问题的关注度不断提高，化学热力学将面临更多的挑战和机遇。
未来化学热力学的研究将更加注重绿色环保和可持续发展，为解决能源危机和环境问题提供更多可行的方案和技术支持。
随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，化学热力学将更加注重计算机模拟和实验验证的结合，以更加精准地预测和优化化学反应和相变化过程。
未来化学热力学的研究将更加注重跨学科的交叉融合，如与物理学、生物学、环境科学等领域的结合，以解决更加复杂的问题。
THANKS
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目的
定义
化工生产
化学热力学理论在化工生产过程中用于优化反应条件，提高产率和降低能耗。
新能源开发
通过化学热力学原理研究新能源转化和储存技术，如燃料电池、太阳能电池等。
环境科学
化学热力学在环境科学领域用于研究污染物治理和资源回收等问题。
03
02
01
从19世纪中叶开始，科学家们开始研究化学反应中的能量转化问题，奠定了化学热力学的基础。
总结词
自由能变化是化学反应过程中体系自由能的变化，用于衡量反应过程中的能量和熵的综合效应。
详细描述
自由能变化是焓变和熵变的综合结果，其变化值可以用于判断反应是否自发进行。在等温、等压条件下，自发反应总是向着自由能减少的方向进行。自由能变化的大小和方向对化学反应的方向和平衡状态具有决定性影响。
第三章 化学热力学初步和化学平衡 ppt课件
可逆过程体系对 环境做功最大
思考题：第一类永动机(perpetual motion machine)是不可能造成的
§3 热化学 （Thermochemistry）
一、化学反应的热效应(Heat of chemical reaction)
指反应体系的反应物和生成物温度相同 ，且反 应过程中体系只反抗外压做膨胀功时（即不做 其他功），化学反应体系吸收或放出的能量， 此能量通常也称为反应热。
不同途径等温膨胀体系对环境做的功 随着步骤的增加,W越来越小,直到沿着等温线往下,W最小
不同途径等温压缩环境对体系做的功
随着步骤的增加,W越来越小,直到沿着等温线往上,W最小
可逆过程（reversible process）：一个体系能通 过原途往返而环境无功损失的过程
可逆过程的基本特点: (1)逆转不流痕迹 可逆过程 (2) 理想过程 (3) W可逆<W不可逆
V2 2
2m3
∴ V2 = 4m3
∴ w p 外 ( V 2 V 1 ) 5 1 0 5 ( 4 2 ) 1 0 6 J
§2. 热力学第一定律（First Law of Thermodynamics）
一、热力学第一定律：
体系热力学能的变化（△U）等于体系从环境所吸收 的热量（Q）和环境对体系所做的功（W）之和，
数学表达式为：ΔU=Q+W
热力学定律的实质是能量守恒与转化定律 **能量的符号（The symbols of energy）
体系获取能量为正，体系失去能量为负
二、功和热与途径的关系
5x105
4x105
●
3x105
理想气体恒温膨胀
途径 A: WA=-pV = -1200 J
Pressrue (Pa)
思考题：第一类永动机(perpetual motion machine)是不可能造成的
§3 热化学 （Thermochemistry）
一、化学反应的热效应(Heat of chemical reaction)
指反应体系的反应物和生成物温度相同 ，且反 应过程中体系只反抗外压做膨胀功时（即不做 其他功），化学反应体系吸收或放出的能量， 此能量通常也称为反应热。
不同途径等温膨胀体系对环境做的功 随着步骤的增加,W越来越小,直到沿着等温线往下,W最小
不同途径等温压缩环境对体系做的功
随着步骤的增加,W越来越小,直到沿着等温线往上,W最小
可逆过程（reversible process）：一个体系能通 过原途往返而环境无功损失的过程
可逆过程的基本特点: (1)逆转不流痕迹 可逆过程 (2) 理想过程 (3) W可逆<W不可逆
V2 2
2m3
∴ V2 = 4m3
∴ w p 外 ( V 2 V 1 ) 5 1 0 5 ( 4 2 ) 1 0 6 J
§2. 热力学第一定律（First Law of Thermodynamics）
一、热力学第一定律：
体系热力学能的变化（△U）等于体系从环境所吸收 的热量（Q）和环境对体系所做的功（W）之和，
数学表达式为：ΔU=Q+W
热力学定律的实质是能量守恒与转化定律 **能量的符号（The symbols of energy）
体系获取能量为正，体系失去能量为负
二、功和热与途径的关系
5x105
4x105
●
3x105
理想气体恒温膨胀
途径 A: WA=-pV = -1200 J
Pressrue (Pa)
第三章化学反应热力学[兼容模式]（PDF）
![第三章化学反应热力学[兼容模式]（PDF）](https://img.taocdn.com/s3/m/f04aabd06037ee06eff9aef8941ea76e58fa4a0a.png)
第三章化学反应热力学第一节化学反应的焓变第二节化学反应的熵变第三节反应焓变和反应熵变与温度的关系第四节化学平衡和标准平衡常数第五节影响化学平衡的因素第一节化学反应的焓变一. 反应进度()()defB B B B B0n t n n v v ξ-∆=2233H N 2NH +=32202NH 3H N =--B 0Bν=∑2233H N 2NH 0+-=22331H N NH 22+=B B d d n νξ=⋅ξ化学计量数对生成物等于方程式系数；对反应物，等于方程式系数的负值。
二. 标准摩尔反应焓变()()rr m H T H T ξ∆∆=∆()()()()A α B βL λ M μa b l m +=+Or mH ∆p Q H=∆()r p Q H T =∆等压热等于系统焓变再加上等温条件即为反应焓ξ0H摩尔反应焓：单位反应进度的反应焓()()()()()O O O OO r m L M A B H T lH T mH T aH T bH T ∆=+--()()()O O r m B B BH T H T f T ν∆==∑若参加化学反应的各物种均处于标准状态，其摩尔反应焓变就称为该反应的标准摩尔反应焓变。
1. 每种物质均处于同一温度的标准状态。
2. 标准摩尔反应不是实际发生的等压过程，所以标准摩尔反应焓变不具有等压反应热的意义，但是可以用来估计实际反应的热效应。
三. 标准摩尔生成焓对于化合物等于由稳定态单质生成的标准摩尔反应焓。
化学反应热力学规定在指定的温度T ，由处于标准状态的稳定态单质生成1mol 标准状态下指定相态的化合物的反应的焓变，称为该化合物在此温度T 时的标准摩尔生成焓。
1. 标准态的压强为100kPa ；2. 根据标准态的规定，指定温度并不是一个不变的温度。
3. 稳定态单质又称最稳定单质，稳定并无简单标准，同素异形体的反应活性要高, 有利于生成一系列化合物；同时应无副反应发生；还有就是结构要清楚单一，便于纯化。
化学与人生哲理
125．马氏规则—— 只有找到共同语言， 才能聚在一起
127．二烯烃分 类——团队只有产 生共轭效应，才能
创造新的价值
126．聚合反应— —团结力量大
128．共轭效应— —只有心连心、手 牵手，才能产生共 轭效应，才能创造
奇迹
129．共振 论——评价一
1
个人，要从多
个维度全面描
述
130．丁二烯 2
键——不求头 碰头重叠，但 求肩并肩作战
5 23．金属键理
论——我是革 命一块砖，哪 里需要往哪搬
24．分子间作用力— —君子之交淡如水
25．氢键——束缚也 是一种爱
26．极性分子——诱 导力越大，领导力就 越强
27．相似相溶原理— —物以类聚、人以群 分，志同道合，泰山 移
28．化学热力 学——能高、
需创新
136．分子的手 性——人之镜像， 本我与自我，战胜 自我，保持本我，
追求超我
137．亲核取代反 应——只有提升自己 给对方的安全感，爱
情才会稳定而长久
138．消除反应—— 消除缺点，加成优点
139．格氏试剂—— 甘当做反应中间体来 成就别人
140．格林尼亚的人 生故事——人不怕犯 错误，就怕不知耻， 要知耻而后勇
5
151．柠檬 酸——生活原
本酸酸甜甜，
日子只需平平
淡淡
152．防腐剂 苯甲酸——人
键
4 110．王水可
溶解黄金—— 对难寻方，迎 刃而解
5 111．汞——
科学使用化学 物质，才能造 福人类
112．有机合成与 “生命力”论——实 践是真理的源泉，是
认识发展的动力
113．有机分子结构 的键线式——扮演好 自己的角色，承担好
127．二烯烃分 类——团队只有产 生共轭效应，才能
创造新的价值
126．聚合反应— —团结力量大
128．共轭效应— —只有心连心、手 牵手，才能产生共 轭效应，才能创造
奇迹
129．共振 论——评价一
1
个人，要从多
个维度全面描
述
130．丁二烯 2
键——不求头 碰头重叠，但 求肩并肩作战
5 23．金属键理
论——我是革 命一块砖，哪 里需要往哪搬
24．分子间作用力— —君子之交淡如水
25．氢键——束缚也 是一种爱
26．极性分子——诱 导力越大，领导力就 越强
27．相似相溶原理— —物以类聚、人以群 分，志同道合，泰山 移
28．化学热力 学——能高、
需创新
136．分子的手 性——人之镜像， 本我与自我，战胜 自我，保持本我，
追求超我
137．亲核取代反 应——只有提升自己 给对方的安全感，爱
情才会稳定而长久
138．消除反应—— 消除缺点，加成优点
139．格氏试剂—— 甘当做反应中间体来 成就别人
140．格林尼亚的人 生故事——人不怕犯 错误，就怕不知耻， 要知耻而后勇
5
151．柠檬 酸——生活原
本酸酸甜甜，
日子只需平平
淡淡
152．防腐剂 苯甲酸——人
键
4 110．王水可
溶解黄金—— 对难寻方，迎 刃而解
5 111．汞——
科学使用化学 物质，才能造 福人类
112．有机合成与 “生命力”论——实 践是真理的源泉，是
认识发展的动力
113．有机分子结构 的键线式——扮演好 自己的角色，承担好
大学化学热力学基础ppt课件
01
耗散结构理论
研究非平衡态系统中自组织现象的理论 框架，探讨系统如何通过自组织形成有 序结构。
02
03
协同学
研究非平衡态系统中各部分之间协同 作用的理论，揭示系统如何通过协同 作用实现自组织过程。
谢谢聆听
03
开放系统
与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
热力学平衡态与过程
平衡态
在不受外界影响的条件下，系统各部 分的宏观性质不随时间变化的状态。
热力学过程
系统由一个平衡态转变到另一个平衡 态的经过。
热力学第一定律
内容
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值 保持不变。
热力学性质的计算
热容
系统在某一过程中，温度升高（或降低）1K 所吸收（或放出）的热量，称为该系统在该过 程中的“热容”，用C表示。
热力学温度
热力学温标所表示的温度叫做热力学温度，用T表示， 单位是开尔文（K）。
焓变与熵变
在化学反应中，反应前后物质的焓的差值称为 焓变，用ΔH表示；反应前后物质的熵的差值 称为熵变，用ΔS表示。
03
热化学方程式的书写与计算
04
生成焓与燃烧焓的概念及应用
盖斯定律及应用
盖斯定律的内容与意义 利用盖斯定律计算反应热
热化学方程式的加和与相 减
盖斯定律在工业生产中的 应用
化学反应方向判据
焓变与熵变对反应方向 的影响
沉淀溶解平衡与溶度积 常数
01
02
03
自由能变化与反应方向 的关系
04
影响沉淀溶解平衡的因 素
实际循环效率分析
循环效率定义
评价热机或制冷机性能的重要指标，表示有用功与输入功的比值。循环效率越高，表示 机器性能越好。
《化学热力学》物化第三章.ppt
1. 化学势的定义 2. 化学势在多相平衡中的应用 3. 化学势在化学平衡中的应用
1. 化学势的定义
dU = TdS– pdV
设系统中有 1, 2,3, 个,组k 分
所含的量分别为 n1, n2, , nk
则 U U (S,V , n1, n2, , nk )
其全微分为 dU U dS U dV
对于多组分系统，由于不止一种物质，所以物 质的量也是决定系统状态的变量。
经验得：
对于纯物质的单相密闭系统：状态= f (I1, I2) 对于k种物质组成的单相系统：
状态= f (I1, I2, n1, n2, n3…nk ) 式中I1 , I2 为系统的任意两状态性质，
通常取：T , P ,V，U, H, S, A, G等。
X p
分的物质的量均不 变时，容量量dpX 随T压,n1力,n2的,n3变...n化k 率；
表示当温度、压力 与除 i以外各组分的物质的量 均不变时，容量性质 X 随 i 物质的量的变化率。
X n1
T , p,n2 ,n3 ...nk
dn1
X n2
T , p,n1 ,n3 ...nk
dn2
表示为： mi= ni / WA （单位：mol·kg－1）
（3）物质的量浓度： ci= ni / V（mol·L－1）
（4）溶质的质量分数：
w/w % 重量百分比（略）
§3.1 偏摩尔量
1.偏摩尔量概念的提出 2. 偏摩尔量的定义 3. 偏摩尔量的集合公式
1.偏摩尔量概念的提出
在多组分系统中，系统的某种容量性质不等于各个
S V ,n
V S,n
U ni
dni
S ,V ,nji
从上例可看出, 对于乙醇水溶液, 除了指定T, p外， 还须指定溶液的组成，才能确定系统的状态。
1. 化学势的定义
dU = TdS– pdV
设系统中有 1, 2,3, 个,组k 分
所含的量分别为 n1, n2, , nk
则 U U (S,V , n1, n2, , nk )
其全微分为 dU U dS U dV
对于多组分系统，由于不止一种物质，所以物 质的量也是决定系统状态的变量。
经验得：
对于纯物质的单相密闭系统：状态= f (I1, I2) 对于k种物质组成的单相系统：
状态= f (I1, I2, n1, n2, n3…nk ) 式中I1 , I2 为系统的任意两状态性质，
通常取：T , P ,V，U, H, S, A, G等。
X p
分的物质的量均不 变时，容量量dpX 随T压,n1力,n2的,n3变...n化k 率；
表示当温度、压力 与除 i以外各组分的物质的量 均不变时，容量性质 X 随 i 物质的量的变化率。
X n1
T , p,n2 ,n3 ...nk
dn1
X n2
T , p,n1 ,n3 ...nk
dn2
表示为： mi= ni / WA （单位：mol·kg－1）
（3）物质的量浓度： ci= ni / V（mol·L－1）
（4）溶质的质量分数：
w/w % 重量百分比（略）
§3.1 偏摩尔量
1.偏摩尔量概念的提出 2. 偏摩尔量的定义 3. 偏摩尔量的集合公式
1.偏摩尔量概念的提出
在多组分系统中，系统的某种容量性质不等于各个
S V ,n
V S,n
U ni
dni
S ,V ,nji
从上例可看出, 对于乙醇水溶液, 除了指定T, p外， 还须指定溶液的组成，才能确定系统的状态。
无机化学教学3章化学热力学基础PPT课件
反应自发性的判断
1 2
自发反应的定义
自发反应是指不需要外界作用就能自动进行的反 应。
自发性的判断依据
根据热力学第二定律，自发反应总是向着能量降 低、熵增加的方向进行。
3
自发性与焓变和熵变的关系
自发反应总是向着ΔH - TΔS < 0的方向进行，其 中ΔH为焓变，ΔS为熵变，T为绝对温度。
反应热的计算
表述
$Delta U = Q + W$，其中$Delta U$表示系统内能的变化，$Q$表示系统吸 收或放出的热量，$W$表示外界对系统做的功。
热和功的转化
热转化为功
当系统体积膨胀对外做功时，吸收的 热量会部分转化为对外做功。
功转化为热
当外界对系统做功使得系统体积压缩 时，外界所做的功会全部转化为系统 内的热量。
表述
熵增加原理指出，在封闭系统中，总熵（即系统熵与环境熵 的和）总是增加的。
卡诺循环与熵的概念
卡诺循环
卡诺循环是理想化的热机工作过程， 由四个可逆过程组成（等温吸热、等 温放热、绝热膨胀、绝热压缩）。
熵的概念
熵是描述系统混乱度或无序度的物理 量，其值越大，系统的无序度越高。
熵增加原理
表述
解释
应用
04 热力学第三定律
定义与表述
热力学第三定律通常表述为
在绝对零度时，任何完美晶体的熵值为零。
另一种表述为
不可能通过有限步骤将绝对温度降到绝对零度。
绝对熵的求算
根据热力学第三定律，绝对熵可以通 过计算完美晶体在绝对零度时的熵值 来获得。
在计算过程中，需要考虑晶体的原子 排列、分子振动等因素对熵值的影响。
热力学的主要概念
状态函数
第3章化学热力学基础.ppt
2019-11-27
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12
假设在恒外力 F 作用下，活塞从 I 位移动 到 II 位，移动距离为 l 。
按照传统的功的定义，环境对体系的功 W = F • l
2019-11-27
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13
W = F • l
=
F S
• l •S
F S
是外压 p；
l •S 是体积，
这个体积等于体系的体积改变量 V 的 相反数 － V。
途径 I
途径 II 4 10 5 Pa
0.5 dm3
2019-11-27
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2 105 Pa 1 dm3
11
4 体积功
在热力学过程中，体系在反抗外界压强 发生体积变化时，有功产生，这种功称为体 积功（W） ，单位为 J。
由于液体和固体在变化过程中体积变化 较小，
因此体积功的讨论常常是对气体而言。
P外＝ 8
P＝ 8 V＝ 2
P外＝ 1
P2 ＝ 1 V2 ＝ 16
W2 ＝ － p外 V ＝ － 1105 Pa （16 － 2） 10－3 m3 ＝ － 1400 J
W1 ＝ － 800 J
2019-11-27
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27
Wb ＝ W1 + W2 ＝ （－ 800 J ）+ （ － 1400 J ）
所以
QA ≠ QB
因此， 热量 Q 也和途径有关。
2019-11-27
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29
结论：热和功均不是体系的状态函数，不 能谈体系在某种状态下具有多少功或具有多少 热。
① 热和功是与过程相联系的物理量，只 有在能量交换的过程中才会有具体的数值。
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• 自然界中的一切宏观过程都是自发过程。
• 自发变化的方向和限度问题是自然界的一个根本性的问题。
热力学第二定律
自发过程总是单方向地向平衡状态进行，在进行过程中可 以做功，平衡状态就是该条件下自发过程的极限。这就是 热力学第二定律。
➢ 反应放热（焓值降低）虽然是推动化学反应自发进行 的一个重要因素，但不是唯一的因素。
盖斯定律揭示了在条件不变 的情况下，化学反应的热效 应只与起始和终止状态有关， 而与变化途径无关。
★完成一件事情，不管通过何种途径，只 要最终效果一样都是好样的。 不管黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫。
自发过程与热力学第二定律——兴趣爱好是原动力
• 在一定条件下没有任何外力推动就能自动进行的过程称为自发过程。
化学与人生
化学热力学与人生哲理
化学热力学——能高、熵高、焓大，则热高、光强、贡献大
• 化学热力学是研究化学变化的方向和限度及其变化过程中能量的相互转换所遵循的规律的科学。 • 化学热力学是一门宏观科学，研究方法是热力学状态函数的方法，不涉及物质的微观结构。
★一个人内能高、自由能高、情商（熵）高、智商（熵） 高、涵（焓）养高，则热量高、发光强，对社会的贡献大。
完美晶体
熵值为零
★要使社会井然有序，就必须依靠外力，依靠 规章制度、法纪法规和道德规范等输入正能量。
吉布斯能减少原理——人的自发变化总是向懒惰贪婪方向进行 吉布斯能减少原理，即自发变化总是朝吉布斯能减少的方向进行。
1876年，美国科学家吉布斯（Gibbs）综合考虑了焓和 熵两个因素，提出G——吉布斯能（Gibbs energy）：
状态函数——人要善于了解自己，乐于解剖自己，才能自知者明
• 系统的状态是系统的各种物理性质和化学性质的综合表现。
• 系统的状态可以用压力、温度、体积、物质的量等宏观性质进行描述，
当系统的这些性质都具有确定的数值时，系统就处于一定的状态，这
些性质中有一个或几个发生变化，系统的状态也就可能发生变化。
压力
谢谢大家！
孤立系统(isolated system)： 与环境之间既没有物质交换 也没有能量交换的系统称为。
★孤立系统：闭关锁国就会落后，落后就会挨打。
系统与环境——倡导合作共赢，努力构建人类命运共同体
• 生命系统可以认为是复杂的化 学敞开系统，能与外界进行物 质、能量、信息的交换，结构 整齐有序。
★一个国家，只有改革开放，与外界进行物质、能量、信 息的交换，才能建设一个欣欣向荣、繁荣昌盛的国家。
在通常情况下，化学反应是以热效应的形式表现出 来的，有些反应放热，被称为放热反应；有些反应 吸热，被称为吸热反应。
吸热反应
放热反应
★一个人对集体、对社会应该多一些放热反应， 多一些正能量，少鼠就是好猫
• 1840年，俄国科学家盖斯(G. H. Hess)在总结大量反应热效应的数据后提 出了一条规律：一个化学反应不论是一步完成或是分几步完成，其热效 应总是相同的。这就是盖斯定律，是热力学第一定律的必然结果，它只 对等容反应或等压反应才是完全正确的。
➢ 反应系统的混乱度——熵增加是推动化学反应自发进 行的另一个重要因素。
★兴趣爱好是推动完成一件事情的原动力， 是一个自发过程。
孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一 “熵””是克劳修斯提出的。1872年波尔兹曼给出了
熵的微观解释：在大量分子、原子或离子微粒系 统中，熵是这些微粒之间无规则排列的程度，即 系统的混乱度，用符号S表示，单位是J·K-1，熵是 系统的状态函数。这就是热力学第二定律。
火山喷发 熵增
熵增原理
人的学习、工作、团体活动和社会秩序都是要有序进行，即 为熵减少的过程。
上课 熵减
★人类社会许多自发过程也是熵增加的过程。 政策、法律、道德是规范社会秩序的工具。
做操 熵减
热力学第三定律——完美无缺的人是不存在的
热力学第三定律：在温度为0 K，任何纯物质的完美 晶体（原子或分子的排列只有一种方式的晶体）的 熵值为零。
• 内能的绝对值目前尚无法确定。在非体 积功为零的条件下，封闭系统经等容过 程变化，系统所吸收的热全部用于增加 体系的内能。
★人的内能就是人的潜能，潜能的大小也是 未知的，可以最大限度的开发和发挥。
内能与焓——成功(H)=天才(U)+勤奋(PV)
• 焓（H）是热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量。 对一定质量的物质， 焓定义为H=U+pV， U为物质的内能，p为压强，V为体积
➢ 同一物质：S高温＞S低温 ➢ Sg＞Sl＞Ss。 ➢ S混合物＞S纯净物
★兴趣爱好是推动完成一件事情的原动力， 是一个自发过程。
孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一
溶质溶解在溶剂中也是熵增加。
➢ 同一物质：S高温＞S低温
➢
Sg＞Sl＞Ss。
➢ S混合物＞S纯净物
分散熵增
溶解熵增
由于无法确定内能U的绝对值，因而 也不能确定焓的绝对值。
化学反应的等压热效应等于系统的焓的变化。
★要个人的智商就是内能U，勤奋就是pV，二者之 和就是成功，好比焓。 成功(H)=天才(U)+勤奋(pV)。
化学反应热效应——人应多一些放热反应，少一些吸热反应
• 发生化学反应时总是伴随着能量变化。
在等温非体积功为零的条件下，封闭体系中发生某 化学反应，系统与环境之间所交换的热量称为该化 学反应的热效应，亦称为反应热(Heat of reaction)。
• 能量在转化和传递的过程中 能量的总值不变。人的时间 和精力也是守恒的，这方面 花多了，那方面就少了。
★要合理安排自己的时间和精力，最大限度 提高学习工作效率，合理进行生养休息。
内能与焓——成功(H)=天才(U)+勤奋(PV)
• 内能（U）是系统中物质所有能量的总和，包括分子的动能、分子之间
作用的势能、分子内各种微粒（原子、原子核、电子等）相互作用的能量。
★懒惰是自发过程的，而勤奋的人 需要有明确的目标和坚韧的毅力。
结冰熵减
孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一
溶质溶解在溶剂中也是熵增加。
➢ 同一物质：S高温＞S低温，Sg＞Sl＞Ss。
➢ S复杂分子＞S简单分子
生长熵减
生长熵减，需要吸收能量
★生长是一个非自发过程，是一个熵增 加的过程，需要吸收能量。
温度
体积
人的状态函数是喜怒哀乐
物质的量
• 在热力学中，把这些用来确定系统状态的物理量称为状态函数 (state function)，主要有内能、焓、熵、吉布斯能等。
★状态函数：人的状态函数有：健康状况，知识 水平、社会贡献、社会地位等来描述一个人。
热力学第一定律(能量守恒定律)——人的时间和精力也守恒， 这方面多了，那方面就少了
系统与环境——倡导合作共赢，努力构建人类命运共同体 • 热力学把所研究的对象称为系统(system) • 在系统以外与系统有互相影响的其他部分称为环境(surroundings)。
敞开系统(open system)： 与环境之间既有物质交换
又有能量交换的系统
封闭系统(closed system)： 与环境之间只有能量交换 而没有物质交换的系统
G=H-TS
下雨，G减小
★人都需要补充正能量。
【小结】
1、化学热力学——能高、熵高、焓大，则热高、光强、贡献大 2、系统与环境——倡导合作共赢，努力构建人类命运共同体 3、状态函数——人要善于了解自己，乐于解剖自己，才能自知者明 4、能量守恒定律——人的时间和精力也守恒，这方面多了，那方面就少了 5、内能与焓——成功(H)=天才(U)+勤奋(PV) 6、化学反应热效应——人应多一些放热反应，少一些吸热反应 7、盖斯定律——不管黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫 8、自发过程与热力学第二定律——兴趣爱好是原动力 9、孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一 10、热力学第三定律——完美无缺的人是不存在的 11、吉布斯能减少原理——人的自发变化总是向懒惰贪婪方向进行
• 自发变化的方向和限度问题是自然界的一个根本性的问题。
热力学第二定律
自发过程总是单方向地向平衡状态进行，在进行过程中可 以做功，平衡状态就是该条件下自发过程的极限。这就是 热力学第二定律。
➢ 反应放热（焓值降低）虽然是推动化学反应自发进行 的一个重要因素，但不是唯一的因素。
盖斯定律揭示了在条件不变 的情况下，化学反应的热效 应只与起始和终止状态有关， 而与变化途径无关。
★完成一件事情，不管通过何种途径，只 要最终效果一样都是好样的。 不管黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫。
自发过程与热力学第二定律——兴趣爱好是原动力
• 在一定条件下没有任何外力推动就能自动进行的过程称为自发过程。
化学与人生
化学热力学与人生哲理
化学热力学——能高、熵高、焓大，则热高、光强、贡献大
• 化学热力学是研究化学变化的方向和限度及其变化过程中能量的相互转换所遵循的规律的科学。 • 化学热力学是一门宏观科学，研究方法是热力学状态函数的方法，不涉及物质的微观结构。
★一个人内能高、自由能高、情商（熵）高、智商（熵） 高、涵（焓）养高，则热量高、发光强，对社会的贡献大。
完美晶体
熵值为零
★要使社会井然有序，就必须依靠外力，依靠 规章制度、法纪法规和道德规范等输入正能量。
吉布斯能减少原理——人的自发变化总是向懒惰贪婪方向进行 吉布斯能减少原理，即自发变化总是朝吉布斯能减少的方向进行。
1876年，美国科学家吉布斯（Gibbs）综合考虑了焓和 熵两个因素，提出G——吉布斯能（Gibbs energy）：
状态函数——人要善于了解自己，乐于解剖自己，才能自知者明
• 系统的状态是系统的各种物理性质和化学性质的综合表现。
• 系统的状态可以用压力、温度、体积、物质的量等宏观性质进行描述，
当系统的这些性质都具有确定的数值时，系统就处于一定的状态，这
些性质中有一个或几个发生变化，系统的状态也就可能发生变化。
压力
谢谢大家！
孤立系统(isolated system)： 与环境之间既没有物质交换 也没有能量交换的系统称为。
★孤立系统：闭关锁国就会落后，落后就会挨打。
系统与环境——倡导合作共赢，努力构建人类命运共同体
• 生命系统可以认为是复杂的化 学敞开系统，能与外界进行物 质、能量、信息的交换，结构 整齐有序。
★一个国家，只有改革开放，与外界进行物质、能量、信 息的交换，才能建设一个欣欣向荣、繁荣昌盛的国家。
在通常情况下，化学反应是以热效应的形式表现出 来的，有些反应放热，被称为放热反应；有些反应 吸热，被称为吸热反应。
吸热反应
放热反应
★一个人对集体、对社会应该多一些放热反应， 多一些正能量，少鼠就是好猫
• 1840年，俄国科学家盖斯(G. H. Hess)在总结大量反应热效应的数据后提 出了一条规律：一个化学反应不论是一步完成或是分几步完成，其热效 应总是相同的。这就是盖斯定律，是热力学第一定律的必然结果，它只 对等容反应或等压反应才是完全正确的。
➢ 反应系统的混乱度——熵增加是推动化学反应自发进 行的另一个重要因素。
★兴趣爱好是推动完成一件事情的原动力， 是一个自发过程。
孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一 “熵””是克劳修斯提出的。1872年波尔兹曼给出了
熵的微观解释：在大量分子、原子或离子微粒系 统中，熵是这些微粒之间无规则排列的程度，即 系统的混乱度，用符号S表示，单位是J·K-1，熵是 系统的状态函数。这就是热力学第二定律。
火山喷发 熵增
熵增原理
人的学习、工作、团体活动和社会秩序都是要有序进行，即 为熵减少的过程。
上课 熵减
★人类社会许多自发过程也是熵增加的过程。 政策、法律、道德是规范社会秩序的工具。
做操 熵减
热力学第三定律——完美无缺的人是不存在的
热力学第三定律：在温度为0 K，任何纯物质的完美 晶体（原子或分子的排列只有一种方式的晶体）的 熵值为零。
• 内能的绝对值目前尚无法确定。在非体 积功为零的条件下，封闭系统经等容过 程变化，系统所吸收的热全部用于增加 体系的内能。
★人的内能就是人的潜能，潜能的大小也是 未知的，可以最大限度的开发和发挥。
内能与焓——成功(H)=天才(U)+勤奋(PV)
• 焓（H）是热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量。 对一定质量的物质， 焓定义为H=U+pV， U为物质的内能，p为压强，V为体积
➢ 同一物质：S高温＞S低温 ➢ Sg＞Sl＞Ss。 ➢ S混合物＞S纯净物
★兴趣爱好是推动完成一件事情的原动力， 是一个自发过程。
孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一
溶质溶解在溶剂中也是熵增加。
➢ 同一物质：S高温＞S低温
➢
Sg＞Sl＞Ss。
➢ S混合物＞S纯净物
分散熵增
溶解熵增
由于无法确定内能U的绝对值，因而 也不能确定焓的绝对值。
化学反应的等压热效应等于系统的焓的变化。
★要个人的智商就是内能U，勤奋就是pV，二者之 和就是成功，好比焓。 成功(H)=天才(U)+勤奋(pV)。
化学反应热效应——人应多一些放热反应，少一些吸热反应
• 发生化学反应时总是伴随着能量变化。
在等温非体积功为零的条件下，封闭体系中发生某 化学反应，系统与环境之间所交换的热量称为该化 学反应的热效应，亦称为反应热(Heat of reaction)。
• 能量在转化和传递的过程中 能量的总值不变。人的时间 和精力也是守恒的，这方面 花多了，那方面就少了。
★要合理安排自己的时间和精力，最大限度 提高学习工作效率，合理进行生养休息。
内能与焓——成功(H)=天才(U)+勤奋(PV)
• 内能（U）是系统中物质所有能量的总和，包括分子的动能、分子之间
作用的势能、分子内各种微粒（原子、原子核、电子等）相互作用的能量。
★懒惰是自发过程的，而勤奋的人 需要有明确的目标和坚韧的毅力。
结冰熵减
孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一
溶质溶解在溶剂中也是熵增加。
➢ 同一物质：S高温＞S低温，Sg＞Sl＞Ss。
➢ S复杂分子＞S简单分子
生长熵减
生长熵减，需要吸收能量
★生长是一个非自发过程，是一个熵增 加的过程，需要吸收能量。
温度
体积
人的状态函数是喜怒哀乐
物质的量
• 在热力学中，把这些用来确定系统状态的物理量称为状态函数 (state function)，主要有内能、焓、熵、吉布斯能等。
★状态函数：人的状态函数有：健康状况，知识 水平、社会贡献、社会地位等来描述一个人。
热力学第一定律(能量守恒定律)——人的时间和精力也守恒， 这方面多了，那方面就少了
系统与环境——倡导合作共赢，努力构建人类命运共同体 • 热力学把所研究的对象称为系统(system) • 在系统以外与系统有互相影响的其他部分称为环境(surroundings)。
敞开系统(open system)： 与环境之间既有物质交换
又有能量交换的系统
封闭系统(closed system)： 与环境之间只有能量交换 而没有物质交换的系统
G=H-TS
下雨，G减小
★人都需要补充正能量。
【小结】
1、化学热力学——能高、熵高、焓大，则热高、光强、贡献大 2、系统与环境——倡导合作共赢，努力构建人类命运共同体 3、状态函数——人要善于了解自己，乐于解剖自己，才能自知者明 4、能量守恒定律——人的时间和精力也守恒，这方面多了，那方面就少了 5、内能与焓——成功(H)=天才(U)+勤奋(PV) 6、化学反应热效应——人应多一些放热反应，少一些吸热反应 7、盖斯定律——不管黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫 8、自发过程与热力学第二定律——兴趣爱好是原动力 9、孤立系统的熵增原理——约束和自由是矛盾的对立与统一 10、热力学第三定律——完美无缺的人是不存在的 11、吉布斯能减少原理——人的自发变化总是向懒惰贪婪方向进行