热力学第一定律 课件_热力学第一定律发现者_物理学热力学第一定律(11)

三、状态函数（state function） 它的变化值仅取决于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。 具有这种特性的物理量称为状态函数 周而复始，数值还原。 （1） 体系的性质决定于体系所处的状态，而与过去历史无关。如： H2O l p ⊙,298.15K H2O g p⊙,373.15K ? ?H1 ??H3 H2O s p⊙,273.15K H2O l p⊙,298.15K 2 体系处于定态时，其性质便有确定的数值。 如：单组分体系 pVm RT Vm f T、p 则: Zm f T、p 单组分体系） Zm f T、p 、X1、X2…Xn 多组分体系） 系统状态函数之间的定量关系式称为状态方程 对于一定量的单组分均匀系统，状态函数 p, V，T 之间有一定量的联系。经验证明，只有两个是独立的，它们的函数关系可表示为： 例如，理想气体的状态方程可表示为： 四、状态方程（equation of state） 对于多组分系统，系统的状态还与组成有关，如： 1、过程 从始态到终态的具体步骤称为途径。 在一定的环境条件下，系统发生了一个从始态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过程。

process 2、途径 path 五、过程和途径 （1）等温过程 （2）等压过程 （3）等容过程 （4）绝热过程 （5）环状过程 常见的变化过程有： 系统吸热，Q 0 系统放热，Q 0 1、热（heat） 系统与环境之间因温差而传递的能量称为 热，用符号Q 表示。 六、热和功 Q的取号： 热的本质是分子无规则运动强度的一种体现 计算热一定要与系统与环境之间发生热交换的过程联系在一起，系统内部的能量交换不可能是热。 2、功（work） 系统与环境之间传递的除热以外的其他能量都称为功，用符号W表示。 环境对系统作功，W 0 系统对环境作功，W 0 W的取号： Q和W的微小变化用符号 而不能用 表示 Q和W的单位都用能量单位 “J” 表示 Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。 广义的功可以看作强度变量与广度变量的乘积 式中 是强度变量 是相应的广度变量 功可以分为膨胀功和非膨胀功，热力学中一般不考虑非膨胀功 1.“凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。”这结论正确吗?举例说明之。 2.物质的温度越高，则热量越多；天气预报：天气很热,其热的概念与热力学相同。

Joule（焦耳）和 Mayer（迈耶尔 自1840年起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转换关系，得到的结果是一致的。 这就是著名的热功当量， 为能量守恒原理提供了科学 的实验证明。 即： 1 cal 4.1840 J 现在，国际单位制中已不用cal，热功当量这个词将逐渐被废除。 到1850年，科学界公认能量守恒定律是自然界的普遍规律之一。能量守恒与转化定律可表述为： 自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。 一、能量守恒定律 热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式，说明热力学能、热和功之间可以相互转化，但总的能量不变。 也可以表述为：第一类永动机是不可能制成的 热力学第一定律是人类经验的总结，事实证明违背该定律的实验都将以失败告终，这足以证明该定律的正确性。热力学第一定律 课件 二、热力学第一定律的文字表述 系统总能量通常有三部分组成： （1）系统整体运动的动能 （2）系统在外力场中的位能 （3）热力学能，也称为内能 热力学中一般只考虑静止的系统，无整体运动，不考虑外力场的作用，所以只注意热力学能 热力学能是指系统内部能量的总和，包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。

热力学能是状态函数，用符号U表示，它的绝对值尚无法测定，只能求出它的变化值。 三、热力学第一定律的数学表达式 设想系统由状态（1）变到状态（2），系统与环境的热交换为Q，功交换为W，则系统的热力学能的变化为： 对于微小变化 热力学能的单位： 若是 n 有定值的封闭系统，则对于微小变化 热力学能是状态函数，对于只含一种化合物的单相系统，经验证明，用 p，V，T 中的任意两个和物质的量 n 就能确定系统的状态，即 如果是 * *