第一章 热力学第一定律PPT课件
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热力学第一定律ppt
热力学第一定律ppt引言热力学第一定律是热力学中的基本定律之一。
它表明了能量的守恒原理，也被称为能量守恒定律。
热力学第一定律对于理解能量转化和能量守恒的过程至关重要，应用广泛。
热力学第一定律的表述热力学第一定律可以用如下方式表述：在孤立系统中，能量的增量等于对外界做功和系统热量的和。
这个表述可以用以下数学公式表示：ΔE = Q - W其中，ΔE表示能量的增量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
能量转化示意图为了更好地理解热力学第一定律，我们可以通过一个能量转化示意图来说明。
能量转化示意图能量转化示意图在这个示意图中，输入的能量被系统吸收，一部分能量被转化为系统内能的增加（热量），一部分能量被系统用于对外做功。
根据热力学第一定律，系统吸收的热量和对外做的功加起来等于能量的增量。
热力学第一定律的应用热力学第一定律在工程和科学研究中有着广泛的应用。
以下是一些具体的应用：热力学循环分析热力学第一定律用于分析各种热力学循环，如卡诺循环和热力学循环。
通过应用热力学第一定律，我们可以确定循环中的能量转化效率、功率输出等参数。
能量守恒分析热力学第一定律可以应用于能量守恒的分析，例如分析能源系统中的能量损失和能量转化过程。
通过分析系统的能量转化过程，我们可以找出能量损失的原因，并采取措施来提高能源利用效率。
温度变化分析热力学第一定律可以用来分析物质的温度变化。
根据热力学第一定律，物质的内能增加会导致温度升高，而内能减少则会导致温度降低。
因此，可以通过热力学第一定律来研究物质的显热效应和隐热效应。
结论热力学第一定律是热力学中的基本定律之一，它表明了能量的守恒原理。
通过应用热力学第一定律，我们可以分析能量的转化过程，研究能源系统的能量损失和能量转化效率，并进一步提高能源利用效率。
热力学第一定律在工程和科学研究中有着广泛的应用，对于理解能量转化和能量守恒的过程起到了重要的作用。
热力学第一定律PPT课件
课 堂
来解释．瓶中原有 CO2 气体的压强就比外面的大气压高些，
课
互
时
动 探
当开启瓶盖时，便要迅速膨胀，来不及与外界进行热交换．气
作 业
究
体对外做功必然要以减少它的内能为代价，所以温度下降，
出来的便是一股冷气．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
改变内能的两种方式
课
当
前 自
【审题指导】
堂 双
主
基
导 学
1．改变物体的内能有哪些方式？
达 标
课
3．热力学第一定律所涉及的三个物理量若其中某一物理
堂
课
互 动
量不变时，分别是什么过程？
时 作
探
业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递在改变内能 的效果上是相同的，而且给出了内能的变化量和做功与热传
课 递之间的数量关系．
当
前
堂
自 主
2．对公式ΔU＝Q＋W 符号的规定
动 探
(3)物体对外做功时，内能一定减少．(×)
作 业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
3．探究交流 夏天取一瓶与室温相同的啤酒，用开瓶盖的起子将瓶盖
课 迅速打开，你手上就会觉得有一股比室温稍低的冷气冒出， 当
前
堂
自 随之还有一些泡沫向外涌．这里为什么会降温呢？
双
主
基
导
达
学
【提示】 啤酒冒冷气的原因还是要用热力学第一定律 标
标
课
堂 互
2．热传递来改变系统的内能，是通过传导、对流、辐射
课 时
Байду номын сангаас
10.3 热力学第一定律(共22张PPT)
一、热力学第一定律
1.内容：一个热力学系统的内能增量等于
外界向它传递的热量与外界对它所做的功
的和。
ΔU 物体内能的增加量
2.表达式:
W 外界对物体做的功
Q 物体吸收的热量
ΔU＝W + Q
一定质量的理想气体从外界吸收
4.2×105J的热量，同时对外做功
2.6×105J，则内能变化了多少？是增加
还是减少？
等容过程
不变
一定质量的理想气体，
等压过程 不变
升高相同的温度，等 增大压过升程高和等容增过加程哪 吸热
-
增大 减小个吸升热高多？ 增加 绝热过程
0
+
小试身手
1.图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、 活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以U甲、 U乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在 将拉杆缓慢向外拉的过程中（ C ）
B．外力对乙做功；乙的内能不变
C．乙传递热量给甲；乙的内能增加
D．乙的内能增加；甲的内能不变
5.应用热力学第一定律解题的一般步骤：
（1）明确研究对象是哪个物体或是那个热力学 系统；
（2）根据符号法则写出各已知量（W、Q、ΔU）
的正、负； （3）根据热力学第一定律ΔU=W+Q求出未知量；
（4）再根据未知量结果的正、负来确定吸热、 放热情况或做功情况。
例1：如图所示，甲、乙两个相同的金属球， 甲用细线悬挂于空中，乙放在水平地面上。 现在分别对两球加热，使它们吸收相同的热 量，试讨论甲、乙两球内能增量的关系？ （假设金属球不向外散热）
分析：吸热后金属球体积膨 胀，甲球重心降低，重力做 正功，
乙球重心升高，重力做负功，
而又因为两球吸收相同热量，
《大学物理》课件-热力学第一定律
非平衡态不能用一定的状态参量描述，非准静态过程 也就不能用状态图上的一条线来表示。
21
例1 理想气体准静态等温膨胀做的功。并思考如何实现这 一准静态过程。
22
假设缸中由v mol气体，等温膨胀的温度为T，体积
变化为：
V1 →V2
则
V2
A=
V1
pdV
= V2RT
绝热壁
C
向真空中自由膨胀。测量 膨胀前后水温的变化。
气体
真空 水
实验结果：水温不变，
验证了理想气体的内能与体积无关。为什么？
dQ = 0,dA = 0 dE = 0 (V1 →V2 )
但水的热容比气体的大得多，焦耳实验中气体温度变化不 易测出。实验进一步改进。1852年焦耳和汤姆逊用节流方法重 新做了实验。
11
4.热力学第一定律 机械能守恒： Aex + Ain,n-cons = EB - EA 对保守系统： Aex = EB - EA = ΔE 质心参考系下：Aex = Ein,B - Ein,A
对单一组分的热力学系统(保守系统),外界对系统做 功可分为：①与系统的边界具有宏观位移相联系的宏观功； ②没有宏观位移的热传递型微观功。
Aex = A + Q 则机械能守恒在热力学系统的新形式： A + Q = ΔE
12
对于任何宏观系统的任何过程，系统从外界吸收的热
量等于系统内能的增量和系统对外做的功之和。
Q = E2－E1 + A
A = -A表示系统对外界做功。对初、末态为平衡态的无
限小过程
dQ = dE + dA
——涉及热现象的能量守恒定律的表述。 ——不需要能量输入而能继续做功的“第一类永动机”不 存在。
21
例1 理想气体准静态等温膨胀做的功。并思考如何实现这 一准静态过程。
22
假设缸中由v mol气体，等温膨胀的温度为T，体积
变化为：
V1 →V2
则
V2
A=
V1
pdV
= V2RT
绝热壁
C
向真空中自由膨胀。测量 膨胀前后水温的变化。
气体
真空 水
实验结果：水温不变，
验证了理想气体的内能与体积无关。为什么？
dQ = 0,dA = 0 dE = 0 (V1 →V2 )
但水的热容比气体的大得多，焦耳实验中气体温度变化不 易测出。实验进一步改进。1852年焦耳和汤姆逊用节流方法重 新做了实验。
11
4.热力学第一定律 机械能守恒： Aex + Ain,n-cons = EB - EA 对保守系统： Aex = EB - EA = ΔE 质心参考系下：Aex = Ein,B - Ein,A
对单一组分的热力学系统(保守系统),外界对系统做 功可分为：①与系统的边界具有宏观位移相联系的宏观功； ②没有宏观位移的热传递型微观功。
Aex = A + Q 则机械能守恒在热力学系统的新形式： A + Q = ΔE
12
对于任何宏观系统的任何过程，系统从外界吸收的热
量等于系统内能的增量和系统对外做的功之和。
Q = E2－E1 + A
A = -A表示系统对外界做功。对初、末态为平衡态的无
限小过程
dQ = dE + dA
——涉及热现象的能量守恒定律的表述。 ——不需要能量输入而能继续做功的“第一类永动机”不 存在。
第一章热力学第一定律(Thefirstlawofthermodynamics)
容等表示.
★说明:(1)状态函数增量只与系统的始末态有关,与变化途径无关;
(2)热与功是两个过程函数，其值与变化途径密切相关。 途径不同，系统与环境之间功和热的交换也不一样。
2019/4/4 工科化学（1）课件 安徽理工大学化工系 倪惠琼 制作 13
根据过程进行的特定条件，过程分为： （1）等温过程(isothermal process) T1= T2= T环
摩尔值应为强度性质。
三、状态与状态函数
系统所有性质的综合表现称为系统的状态
系统的各宏观物理性质（如温度、压力、体积等
）均为状态的函数，称为状态函数，又称为系统的 热力学性质。
2019/4/4 工科化学（1）课件 安徽理工大学化工系 倪惠琼 制作 9
状态函数的特点
（1）定态有定值。（与其历史和达到该状态的历程无关） （2）系统状态的微小变化所引起状态函数的变化可以用全微分表 示，如dp、dV、dT等；
2019/4/4
10
四、热力学平衡状态
（equilibrium state of thermodynamics)
如果处在一定环境条件下的系统，其所有的性质均不 随时间而变化，而且当此系统与环境的一切联系均被隔离 后，也不会引起系统任何性质的变化，则称该系统处于热 力学平衡状态。
处于热力学平衡的系统必须同时满足下列平衡：
利用热力学第一定律计算变化中的热效应，利用热力 学第二定律解决各种物理化学过程变化的方向和限度问题 ，以及与相平衡、化学平衡、电化学、表面现象和胶体化 学中的有关基础理论问题。
5、有限粒子和极大量的粒子的性质从最初的量 变发展到质变。
2019/4/4
工科化学（1）课件 安徽理工大学化工系 倪惠琼 制作
物理化学：热力学第一定律PPT课件
要的热量为Q，则就定义
1 n
δQ p dT
为该物质在该温度
下的摩尔定压热容，以 C p , m 表示，
Cp,m
1 δQp n dT
对恒压过程
δ Q p d H p n d H m ,p
代入有
C p ,m
1H n Tp
H m Tp
—— C p , m 定义式
单位： Jm o l1K 1
(2) 应用——计算单纯pVT 过程H
第二章 热力学第一定律
热力学是自然科学中建立最早的学科之一
1. 第一定律：能量守恒，解决过程的能量衡算 问题（功、热、热力学能等）
2. 第二定律：过程进行的方向判据 3. 第三定律：解决物质熵的计算
热力学基本定律是生产经验和科学实验的总结，它们不 能用其它理论方法加以证明，但其正确性毋庸置疑。 需要指出： （1）经典热力学研究含有大量质点的宏观系统：其原理、 结论不能用于描述单个的微观粒子； （2）经典热力学只考虑平衡问题：只考虑系统由始态到末 态的净结果，并依此解决诸如过程能量衡算、过程的方向、 限度的判断等热力学问题，至于由始态到末态的过程是如何 发生与进行的、沿什么途径、变化的快慢等等一些问题，经 典热力学往往不予考虑。
W p a m b V 2 V 1p V 2 V 1 p 1 V 1 p 2 V 2 由热力学第一定律可得: Q p UW =U 2 p2V 2 U 1 p1 V 1
定义 : HdefU pV
H为焓，为状态函数，广延量，单位 J Qp H δQp dH
即恒压热与过程的焓能变在量值上相等
注：H 的计算的基本公式： H= U+ (pV) 恒压过程 H = Q
§2.1 基本概念和术语
大学化学《物理化学-热力学第一定律及其应用》课件
(1)克服外压为 p '，体积从V1 膨胀到V ' ； (2)克服外压为 p"，体积从V ' 膨胀到V " ；
(3)克服外压为 p2，体积从V "膨胀到V2 。
We,3 p '(V 'V1)
p"(V "V ')
p
p1
p1V1
p2 (V2 V ")
p'
所作的功等于3次作功的加和。p "
p 'V ' p"V "
可见，外压差距越小，膨 p2 胀次数越多，做的功也越多。
V1 V ' V "
p2V2
V2 V
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2024/9/13
功与过程（多次等外压膨胀）
p"
p' p1
V"
V1
V'
p
p1
p1V1
p2
V2
p'
p 'V '
阴影面积代表We,3
p"
p"V "
p2
p2V2
上一内容
下一内容
V1 V ' V "
第三步：用 p1 的压力将体系从V ' 压缩到 V1 。
p
W' e,1
p"(V "
V2 )
p1
p1V1
p' (V ' V ")
p'
p 'V '
p1(V1 V ' )
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V2 V
热力学第一定律ppt课件
的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初
始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电
阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（
）
A．h中的气体内能增加
B．f与g中的气体温度相等
C．f与h中的气体温度相等
D．f与h中的气体压强相等
6、如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系—
焦耳
—热功当量，为热力学第一定律和能量守
恒定律的建立奠定了实验基础。
焦耳的实验
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它
不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。
为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质
量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸
壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气
体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活
塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做
增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，
C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc 过程发
的功。（重力加速度大小为g）
7、如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列
说法正确的有(
)
A．外界对气体做功
B．气体对外界做功
√
C．气体向外界放热
D．气体从外界吸热
√
BD
始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电
阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（
）
A．h中的气体内能增加
B．f与g中的气体温度相等
C．f与h中的气体温度相等
D．f与h中的气体压强相等
6、如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系—
焦耳
—热功当量，为热力学第一定律和能量守
恒定律的建立奠定了实验基础。
焦耳的实验
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量，它
不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。
为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质
量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸
壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气
体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活
塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做
增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，
C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc 过程发
的功。（重力加速度大小为g）
7、如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列
说法正确的有(
)
A．外界对气体做功
B．气体对外界做功
√
C．气体向外界放热
D．气体从外界吸热
√
BD
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物理化学
绪论
一、物理化学的任务和内容 化学热力学: 研究化学反应能量转化及变化的方向和限度。
与化学变化密切相关的相变化、表面现象、电化学等。 化学动力学: 研究化学反应的速率和反应机理。 物质结构: 研究原子、分子、晶体结构及结构与性能的关
系。(其它课程中分散讲授基本知识)
二、物理化学在药学中的地位与作用 建立必要的理论与实验基础。
功(W): 除热外，系统与环境间传递的一切能量。 （质点有序运动）
符号：对系统而言，作功为负，得功为正。 性质：途径函数，微分表示为δW（与状态函数区别）
◆ 说系统某一状态有多少热或多少功是不正确的．根据过程 来计算Q 、W ，不是根据状态来计算．
体积功： 因V 变化传递的W（膨胀、压缩）。 δW体积＝-p外dV
T ---K，273.15K = 0℃
n ---mol
质量: kg ( 1 kg = 1000 g )
R ---8.314 J·K-1·mol-1
范德华实际气体状态方程
pVa2
Vb
nRT
五、过程与途经
常见的变化过程:
1、等温过程: 2、等压过程: 3、等容过程: 4、绝热过程:
T1= T2 = T环 p1 = p2 = p环 V1= V2 Q=0
1、自由（向真空）膨胀: p外= 0 , W = 0 ( 定容过程：dV = 0 , W = 0 )
2、恒定外压膨胀
(1) 一次膨胀或压缩过程： W体积＝ -VV12 p外dV ＝- p外( V2－V1 )
非体积功：除体积功外的其它功。如电功、表面功。
第三节 热力学第一定律
一、热力学第一定律的几种表述方式
实质是能量守恒。能量守恒原理应用到热力学系统中 。
二、内能 ( U ) 系统内部物质各种能量的总和。
性质：(1) U 是状态函数。系统处于某一状态，其U 有确定值。 根据始、终态计算ΔU。
对组成恒定的均相封闭系统， U = f ( T, p ) 或 U = f ( T, V )
（热力学上通常 系统+ 环境 = 孤立系统）
系统与环境物质和能量交换
系统与环境只有能量交换，无物质交换
系统与环境既无能量交换，也无物质交换。 （热力学上通常 系统+ 环境 = 孤立系统）
二、系统的性质 1、广度性质
与系统中物质的量成正比，如质量、体积、内能、熵等。 具有加和性。 2、强度性质
常见状态函数: 内能（U），焓（H），熵（S），吉布斯 函数（G）等（方便讨论问题或表示系统的整体性质）
常见状态变量: T，p，V，组成(浓度) ，质量等（通常易 直接测量）。
对纯物质或组成不变的均相封闭系统，系统的状态函数 只需用2个变量就足以确定。即
χ＝ｆ(T，p) 或 χ＝ｆ(T，V)
状态函数的特征:
第一章 热力学第一定律
第一节 热力学概论
一、热力学研究的对象和内容 研究宏观系统能量转换、变化的方向与限度。 化学热力学: 热力学基本原理应用于研究化学现象及与
化学有关的物理现象。
二、热力学的方法和局限性 演绎法(逻辑推理)。 可能性，不涉及时间的概念。（化学动力学---现实性） 平衡态热力学（主要是封闭系统）与非平衡态热力学（敞
理想气体:
3、状态方程 状态函数间的定量关系式。例如，
理想气体状态方程: pV = nRT
分子间无作用力； 分子本身无体积。 实际气体p→0 时
p---Pa、kPa、101325Pa=1atm=760mmHg
V ---m3，1 m3 = 1×103dm3 (即L) = 1×106cm3 (即mL)
开系统）。
第二节 热力学基本概念
一、系统与环境 系统: 划分出来作研究对象的部分。 环境: 与系统密切相关的部分（有物质、能量交换关系）。
ａ．敞开系统------系统与环境有物质和能量交换。 ｂ．封闭系统------系统与环境只有能量交换，无物质交换。 ｃ．孤立系统------系统与环境既无能量交换，也无物质交换。
dUU TpdTU pTdp
ΔU＝∮d U ＝０
dUU dTU dV Tp VT
(2) U 的绝对值无法知道，但只需知道ΔU（U2－U1）即可解 决问题。ΔU (J) 、ΔUm (J·mol-1)
三、热力学第一定律的数学表达式 封闭系统： ΔU = Q +W
dU＝δQ +δW ( W = W体+ W ′ )
(1) 系统的状态确定后，状态函数有确定的单一值（平衡态， 不随时间而变）．
(2) 状态函数的变化值，仅与始态、终态有关，与变化途径 无关．
(3) 状态函数的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ积分性质: 例如，全微分 dUU TpdTU pTdp
环路积分 ΔU＝∮d U ＝０（从始态回到始态）
(4) 状态函数的的集合（和、差、积、商）也是状态函数。
例如，滴眼液、注射液的等渗性质(溶液性质)；提取、分 离、冷冻干燥（水的相图）；预测药物有效期、药代动力学 的有关计算（化学动力学）；铺展、润湿性质与软膏剂基质 的选择、喷雾干燥（表面现象）等。
三、物理化学的学习方法 基本概念、定律的正确理解, 公式的应用条件。 基本计算，练习题。 微积分基本知识；常用物理量的单位（量纲）等。
以系统为主，对应上式规定：
Ｑ ：吸热为正，放热为负。 Ｗ ：得功为正，作功为负。
孤立系统：ΔU=0 敞开系统：ΔU ≠Q + W (有物质量的变化)
第四节 可逆过程与体积功
一、体积功
因V 变化传递的W（膨胀、压缩）。
W体积＝ - δW＝ - VV12 p外dV
二、功与过程
根据过程计算功。
膨胀过程
5、循环过程: 从始态变化回到始态。
途经: 完成某一状态变化所经历的具体步骤。
六、热与功 系统与环境的两种能量传递形式
能量（热、功、内能等）: Ｊ、kJ
( 1cal = 4.184 J )
热 (Q) : 系统与环境因T 不同而传递的能量．（质点无序运动） 符号: Q 对系统而言，吸热为正，放热为负． 性质∶途径函数，微分表示为δ Q （与状态函数区别）
与系统中物质的量无关，如温度、压力等。 不具有加和性。
三、热力学平衡态 系统的性质不随时间而变。 此时，同时存在热平衡、力平衡、相平衡、化学平衡。
四、状态函数与状态方程
1、状态: 系统处于某一状态，即系统具有确定的各种性 质．(组成、重量、温度、压力、体积、密度、内能等) 。
2、状态函数: 表示系统整体性质的函数。
绪论
一、物理化学的任务和内容 化学热力学: 研究化学反应能量转化及变化的方向和限度。
与化学变化密切相关的相变化、表面现象、电化学等。 化学动力学: 研究化学反应的速率和反应机理。 物质结构: 研究原子、分子、晶体结构及结构与性能的关
系。(其它课程中分散讲授基本知识)
二、物理化学在药学中的地位与作用 建立必要的理论与实验基础。
功(W): 除热外，系统与环境间传递的一切能量。 （质点有序运动）
符号：对系统而言，作功为负，得功为正。 性质：途径函数，微分表示为δW（与状态函数区别）
◆ 说系统某一状态有多少热或多少功是不正确的．根据过程 来计算Q 、W ，不是根据状态来计算．
体积功： 因V 变化传递的W（膨胀、压缩）。 δW体积＝-p外dV
T ---K，273.15K = 0℃
n ---mol
质量: kg ( 1 kg = 1000 g )
R ---8.314 J·K-1·mol-1
范德华实际气体状态方程
pVa2
Vb
nRT
五、过程与途经
常见的变化过程:
1、等温过程: 2、等压过程: 3、等容过程: 4、绝热过程:
T1= T2 = T环 p1 = p2 = p环 V1= V2 Q=0
1、自由（向真空）膨胀: p外= 0 , W = 0 ( 定容过程：dV = 0 , W = 0 )
2、恒定外压膨胀
(1) 一次膨胀或压缩过程： W体积＝ -VV12 p外dV ＝- p外( V2－V1 )
非体积功：除体积功外的其它功。如电功、表面功。
第三节 热力学第一定律
一、热力学第一定律的几种表述方式
实质是能量守恒。能量守恒原理应用到热力学系统中 。
二、内能 ( U ) 系统内部物质各种能量的总和。
性质：(1) U 是状态函数。系统处于某一状态，其U 有确定值。 根据始、终态计算ΔU。
对组成恒定的均相封闭系统， U = f ( T, p ) 或 U = f ( T, V )
（热力学上通常 系统+ 环境 = 孤立系统）
系统与环境物质和能量交换
系统与环境只有能量交换，无物质交换
系统与环境既无能量交换，也无物质交换。 （热力学上通常 系统+ 环境 = 孤立系统）
二、系统的性质 1、广度性质
与系统中物质的量成正比，如质量、体积、内能、熵等。 具有加和性。 2、强度性质
常见状态函数: 内能（U），焓（H），熵（S），吉布斯 函数（G）等（方便讨论问题或表示系统的整体性质）
常见状态变量: T，p，V，组成(浓度) ，质量等（通常易 直接测量）。
对纯物质或组成不变的均相封闭系统，系统的状态函数 只需用2个变量就足以确定。即
χ＝ｆ(T，p) 或 χ＝ｆ(T，V)
状态函数的特征:
第一章 热力学第一定律
第一节 热力学概论
一、热力学研究的对象和内容 研究宏观系统能量转换、变化的方向与限度。 化学热力学: 热力学基本原理应用于研究化学现象及与
化学有关的物理现象。
二、热力学的方法和局限性 演绎法(逻辑推理)。 可能性，不涉及时间的概念。（化学动力学---现实性） 平衡态热力学（主要是封闭系统）与非平衡态热力学（敞
理想气体:
3、状态方程 状态函数间的定量关系式。例如，
理想气体状态方程: pV = nRT
分子间无作用力； 分子本身无体积。 实际气体p→0 时
p---Pa、kPa、101325Pa=1atm=760mmHg
V ---m3，1 m3 = 1×103dm3 (即L) = 1×106cm3 (即mL)
开系统）。
第二节 热力学基本概念
一、系统与环境 系统: 划分出来作研究对象的部分。 环境: 与系统密切相关的部分（有物质、能量交换关系）。
ａ．敞开系统------系统与环境有物质和能量交换。 ｂ．封闭系统------系统与环境只有能量交换，无物质交换。 ｃ．孤立系统------系统与环境既无能量交换，也无物质交换。
dUU TpdTU pTdp
ΔU＝∮d U ＝０
dUU dTU dV Tp VT
(2) U 的绝对值无法知道，但只需知道ΔU（U2－U1）即可解 决问题。ΔU (J) 、ΔUm (J·mol-1)
三、热力学第一定律的数学表达式 封闭系统： ΔU = Q +W
dU＝δQ +δW ( W = W体+ W ′ )
(1) 系统的状态确定后，状态函数有确定的单一值（平衡态， 不随时间而变）．
(2) 状态函数的变化值，仅与始态、终态有关，与变化途径 无关．
(3) 状态函数的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ积分性质: 例如，全微分 dUU TpdTU pTdp
环路积分 ΔU＝∮d U ＝０（从始态回到始态）
(4) 状态函数的的集合（和、差、积、商）也是状态函数。
例如，滴眼液、注射液的等渗性质(溶液性质)；提取、分 离、冷冻干燥（水的相图）；预测药物有效期、药代动力学 的有关计算（化学动力学）；铺展、润湿性质与软膏剂基质 的选择、喷雾干燥（表面现象）等。
三、物理化学的学习方法 基本概念、定律的正确理解, 公式的应用条件。 基本计算，练习题。 微积分基本知识；常用物理量的单位（量纲）等。
以系统为主，对应上式规定：
Ｑ ：吸热为正，放热为负。 Ｗ ：得功为正，作功为负。
孤立系统：ΔU=0 敞开系统：ΔU ≠Q + W (有物质量的变化)
第四节 可逆过程与体积功
一、体积功
因V 变化传递的W（膨胀、压缩）。
W体积＝ - δW＝ - VV12 p外dV
二、功与过程
根据过程计算功。
膨胀过程
5、循环过程: 从始态变化回到始态。
途经: 完成某一状态变化所经历的具体步骤。
六、热与功 系统与环境的两种能量传递形式
能量（热、功、内能等）: Ｊ、kJ
( 1cal = 4.184 J )
热 (Q) : 系统与环境因T 不同而传递的能量．（质点无序运动） 符号: Q 对系统而言，吸热为正，放热为负． 性质∶途径函数，微分表示为δ Q （与状态函数区别）
与系统中物质的量无关，如温度、压力等。 不具有加和性。
三、热力学平衡态 系统的性质不随时间而变。 此时，同时存在热平衡、力平衡、相平衡、化学平衡。
四、状态函数与状态方程
1、状态: 系统处于某一状态，即系统具有确定的各种性 质．(组成、重量、温度、压力、体积、密度、内能等) 。
2、状态函数: 表示系统整体性质的函数。