chapt12化學(xué)熱力學(xué)概論

1、回顧回顧M. Ludwig Planck(1858-1947) J.P. Joule(1818-1889) Sadi Carnot(1796-1832) Lord Kelvin(1824-1907) R.J. E. Clausius(1822-1888)H. Helmholtz(1821-1894) 化學(xué)熱力學(xué)的基本內(nèi)容化學(xué)熱力學(xué)的基本內(nèi)容 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 （能量守恒與轉(zhuǎn)化的規(guī)律）（能量守恒與轉(zhuǎn)化的規(guī)律）熱效應(yīng)熱效應(yīng)熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 （熱功轉(zhuǎn)換的不可逆性）（熱功轉(zhuǎn)換的不可逆性）變化方向與限度變化方向與限度熱力學(xué)第三定律熱力學(xué)第三定律 （規(guī)定熵）（規(guī)定熵）化學(xué)平衡的有關(guān)

2、計(jì)算化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律 溫度的概念（熱平衡定律）溫度的概念（熱平衡定律） 研究大量粒子組成的宏觀系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)；研究大量粒子組成的宏觀系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)；（不考慮微觀結(jié)構(gòu)）（不考慮微觀結(jié)構(gòu)） 只需考慮物質(zhì)變化過(guò)程的只需考慮物質(zhì)變化過(guò)程的始態(tài)和終態(tài)及過(guò)程進(jìn)行始態(tài)和終態(tài)及過(guò)程進(jìn)行的外界條件的外界條件，即可進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，得出正確結(jié)論，即可進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，得出正確結(jié)論 ； （未知中間歷程）（未知中間歷程） 不涉及變化過(guò)程的速率和所需時(shí)間。不涉及變化過(guò)程的速率和所需時(shí)間。 （變量無(wú)時(shí)間概念）（變量無(wú)時(shí)間概念） 熱力學(xué)研究對(duì)象、方法及局限性熱力學(xué)方法熱力學(xué)方法 狀態(tài)函數(shù)法狀態(tài)函數(shù)法解

3、決物質(zhì)變化過(guò)程的可能性解決物質(zhì)變化過(guò)程的可能性 化學(xué)熱力學(xué)重要概念及公式化學(xué)熱力學(xué)重要概念及公式 熱力學(xué)基本概念熱力學(xué)基本概念 系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)和環(huán)境 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 熱力學(xué)平衡態(tài)熱力學(xué)平衡態(tài) 可逆過(guò)程可逆過(guò)程u 定義、特征、定義、特征、設(shè)計(jì)途徑設(shè)計(jì)途徑 功與熱功與熱u 定義、取號(hào)、定義、取號(hào)、計(jì)算計(jì)算 熱容熱容u 定壓摩爾熱容、定容摩爾熱容定壓摩爾熱容、定容摩爾熱容 熱力學(xué)函數(shù)的定義和變化增量的計(jì)算及應(yīng)用熱力學(xué)函數(shù)的定義和變化增量的計(jì)算及應(yīng)用熱力學(xué)函數(shù)的定義熱力學(xué)函數(shù)的定義封閉，絕熱）(defWUpVUHdefTQSr def dTSHGdefTS

4、UAdef熱力學(xué)函數(shù)變化增量的計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)變化增量的計(jì)算TnCU,Vd mTnCH,pd m對(duì)氣、液、固分別為定容、定壓；對(duì)理想氣體適用于任何對(duì)氣、液、固分別為定容、定壓；對(duì)理想氣體適用于任何變化過(guò)程（變化過(guò)程（定溫，定容，定壓，定溫，定容，定壓，絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程）WQU （封閉系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律）（封閉系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律）VpWVVd21su（體積功（體積功過(guò)程量）過(guò)程量）VQU pQH （封閉，定容，（封閉，定容，W=0）（封閉，定壓，（封閉，定壓，W=0）TQSr（封閉，定溫，可逆）（封閉，定溫，可逆）12m,lnTTnCSp （封閉，定壓，變溫）（封閉，定壓，變溫）12m,lnTTn

5、CSV （封閉，定容，變溫）（封閉，定容，變溫）理想氣體理想氣體（封閉）（封閉）)lnln(12m,12m,VVCppCnSpV)lnln(2112m,ppRTTCnSp)lnln(1212m,VVRTTCnSV兩步可逆過(guò)程加和兩步可逆過(guò)程加和STUA（封閉，定溫）（封閉，定溫）STHG（封閉，定溫）（封閉，定溫）VpAVVTd21（封閉，氣、液、固體，定溫）（封閉，氣、液、固體，定溫）pVGppTd21（封閉，氣、液、固體，定溫）（封閉，氣、液、固體，定溫）1212lnlnVVnRTppnRTAGTT（封閉，理想氣體，定溫，可逆）（封閉，理想氣體，定溫，可逆）變溫過(guò)程變溫過(guò)程 ? A= US

6、 T G= HS TWQU)(12VVpW0G（定溫，定壓，可逆相變）（定溫，定壓，可逆相變）STUA（定溫，可逆）（定溫，可逆）TQSr（可逆）（可逆）nRTW（l g, 氣相視為理想氣體）氣相視為理想氣體）pQH （定溫，定壓）（定溫，定壓）r Hmy (298.15K) = Bf Hmy (B， ，298.15K)r H my(298.15K)Bc H my(B, , 298.15K )TCHTHpTd )(B,K)15.298()(m, K15.298 Bmrmr2yy（298.15K T2間沒(méi)有相變化）間沒(méi)有相變化）若有相變化？設(shè)計(jì)可逆途徑，分步計(jì)算！設(shè)計(jì)可逆途徑，分步計(jì)算！ rSmyy (298.15K）Smyy (B, , 298.15K） Tp,TTCS(T)S298.15KmBmrmr(B)d.15K)298(yy（298.15K T2間沒(méi)有相變化）間沒(méi)有相變化）若有相變化？設(shè)計(jì)可逆途徑，分步計(jì)算！設(shè)計(jì)可逆途徑，分步計(jì)算！熱力學(xué)函數(shù)判據(jù)熱力學(xué)函數(shù)判據(jù)可逆可逆不可逆不可逆隔隔0 S熵判據(jù)熵判據(jù) （隔離系統(tǒng)（隔離系統(tǒng)）可逆可逆不可逆不可逆0GpT ,吉布斯函數(shù)判據(jù)吉布斯函數(shù)判據(jù)(定溫，定壓，定溫，定壓，W=0 )亥姆霍茨函數(shù)判據(jù)亥姆霍茨函數(shù)判據(jù)可逆可逆不可逆不可逆 0, VTA(定容，定溫，定容，定溫， W=0 ) 熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式